Команда астрофизиков из Института Нильса Бора Копенгагенского университета достигла значимого успеха в исследовании столкновений между двумя нейтронными звездами и формирования чёрных дыр. Впервые было измерено температурное состояние элементарных частиц в радиоактивном излучении, возникающем после такого события. Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics, открывает уникальную возможность изучать физические характеристики на микроскопическом уровне в данных событиях, приближаясь к разгадке происхождения элементов, тяжелее железа.
Столкновение нейтронных звёзд вызвало образование наименьшей чёрной дыры, зафиксированной когда-либо, а также возникновение остаточного пузыря, расширяющегося практически со световой скоростью. Этот феномен, известный как килоновая, отличается яркостью, сопоставимой с сотнями миллионов солнц, обусловленной мощным излучением тяжелых элементов после их распада.
Специалисты провели анализ света килоновой, собирая данные с телескопов со всех уголков мира, включая Австралию, Южную Африку и знаменитый космический телескоп «Хаббл». «Поскольку данное астрофизическое явление протекает стремительно и непредсказуемо, ни один телескоп не способен проследить его полностью. Однако совместив все доступные измерения, мы можем изучить его развитие в мельчайших деталях», — отмечает Альберт Снеппен, аспирант Института Нильса Бора и главный организатор исследования.
Вскоре после столкновения звёздный материал обладает температурой порядка миллиардов градусов, что приводит к формированию ионизированной плазмы, где электроны отрываются от атомных ядер. Несколько мгновений спустя вещество остывает, позволяя электронам вновь соединиться с ядрами и создать атомы. «Мы можем наблюдать момент, когда атомные ядра и электроны соединяются в последующем свечении. Впервые мы видим формирование атомов, можем замерить температуру вещества и рассмотреть микрофизические процессы в этом взрыве», — заявил Расмус Дамгаард, аспирант Центра Cosmic DAWN и один из авторов исследования.
Наблюдения элементов, таких как стронций и иттрий, дают основание полагать, что множество других тяжёлых элементов также могли образоваться в ходе этого или аналогичных взрывов. «Мы видим события до, во время и после появления атомов. Это как смотреть на три космических фоновых излучения, окружающие нас, но здесь мы можем видеть все происходящее со стороны», — добавляет Дамгаард.
Каспер Хайнц, автор исследования и доцент Института Нильса Бора, отмечает: «Материя расширяется и растет с такой скоростью, что свету нужно несколько часов, чтобы полностью пройти через взрыв. Наблюдая за дальними участками этого огненного шара, мы можем заглянуть глубже в историю взрыва». Данное исследование открывает уникальные перспективы для изучения экстремальных космических явлений и приближения к пониманию происхождения тяжёлых элементов во Вселенной.
Источник: iXBT
