18 августа 2019, воскресенье, 02:30
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Нейтронные звезды не годятся на роль производителей тяжелых элементов

Столкновение нейтронных звезд
Столкновение нейтронных звезд
Илл.: NASA

Физики вплотную подошли к разгадке одной из самых запутанных тайн Вселенной - о том, откуда и каким образом здесь рождаются тяжелые элементы.

Известно, что все элементы легче железа образуются в ходе термоядерных реакций, которые протекают в звездных недрах. Однако для образования всего, что тяжелее железа – свинца, золота, платины, цинка и пр., - температуры и давление там слишком низки. Есть версия о том, что эти элементы образуются при взрыве сверхновых. Однако компьютерное моделирование происходящих в этот момент процессов показывает, что и там они вряд ли могут образоваться – не хватает нейтронов.

Есть еще один кандидат в родильные дома тяжелых элементов – нейтронные звезды. Строго говоря, это не звезды вообще, а останки уже умерших звезд, то, во что их превратил гравитационный коллапс за считанные секунды. Считается, что нейтронные  звезды образуются в ходе взрыва сверхновых. Это плотно упакованные и сильно разогретые шары диаметром около двадцати километров, состоящие из электронов, протонов и нейтронов, общая масса которых превышает солнечную примерно в полтора-три раза. Температура на их поверхности достигает десятков миллионов градусов, магнитные поля – триллионов гауссов, и нейтроны здесь должны быть в избытке, поскольку в таких условиях в них превращаются протоны, захватившие электрон.

Считается, что на поверхности нейтронных звезд постоянно образуются тяжелые ядра самых экзотических конфигураций. Они очень нестабильны и быстро распадаются на более долгоживущие элементы.

Сама нейтронная звезда, которая не стала черной дырой только потому, что ей не хватило массы, по доброй воле ни за что не расстанется ни с одной из своих частиц. Такое может произойти только при ее столкновении с другой нейтронной звездой – тогда часть ее вещества, в основном из внешней коры, будет выброшена в пространство. Но что это будут за элементы, и каков вообще химический состав внешней коры нейтронной звезды, остается неизвестным. Исследователям только и остается, что строить умозрительные модели, а потом рассчитывать изотопный состав путем компьютерного моделирования. И таких моделей множество.

В январском номере журнала Physical Review Letters появилось сообщение международной группы физиков во главе с Робертом Вольфом из Университета Грайфсвальда (Германия), которые решили проверить эти модели на состоятельность. Их в первую очередь интересовал изотоп цинка, цинк-82, имеющий в ядре 30 протонов и 52 нейтрона, то есть на 18 нейтронов больше, чем находится в классическом ядре этого элемента. Согласно некоторым моделям, этот изотоп должен образовываться в коре нейтронных звезд. Для того, чтобы понять вероятность образования там цинка-82, физикам необходимо было экспериментально определить его массу. В этом им помог изотопный сепаратор масс On-Line Isotope Mass Separator, находящийся в ЦЕРНе (Швейцария).

В этом сепараторе пучок протонов высоких энергий направляется на мишень из карбида урана. Протоны разбивают ядра мишени, образуя большое количество самых разнообразных изотопов, в том числе и цинка-82. Тот распадается за считанные доли секунды, но и этого времени хватило, чтобы установить его массу и, соответственно, вычислить вероятность его образования в коре нейтронной звезды. Оказалось, что образование цинка-82 в нейтронных звездах маловероятно.

Само по себе это открытие большим откровением не стало. Наиболее популярная модель, описывающая то, что происходит на нейтронной звезде, обходится без цинка-82. Фактически физики отсекли несколько и без того маловероятных моделей. Но с помощью этого метода физики надеются разобраться с изотопным составом нейтронных звезд и понять, родиной каких тяжелых элементов они являются.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.