Давні зорі засіяли Чумацький Шлях важчими за уран металами

Давні зорі, які стали прародичками сучасних зір нашої Галактики, засіяли Чумацький Шлях надважкими металами, важчими за уран. Ці елементи вони синтезували у своїх надрах, а після загибелі викинули у космос навколо, що збагатило металами світила, які сьогодні астрономи вивчають у Чумацькому Шляху. Про це розповіло видання New Atlas, а стаття науковців опублікована у Science.

Художнє зображення злиття двох нейтронних зір, у якому можуть утворитися надважкі метали. ESO / L. Calçada / M. Kornmesser

Як у зорях могли народитися такі елементи?

Зрозуміти хімічну еволюцію Всесвіту астрономам допомагають зорі. Їх можна назвати фабриками хімічних елементів, адже у зоряних надрах постійно відбуваються реакції злиття і розпаду атомних ядер, з яких утворюються нові важчі або легші елементи. Причому деякі елементи, як-от золото, уран і платина, виникають у надрах не звичайних світил, а в екзотичніших зіткненнях нейтронних зір у ході процесу швидкого захоплення нейтронів (r-процес). Утім, досі точно невідомо, які саме елементи були здатні утворити давні зорі, хоча саме вони мали б засіяти важкими металами космос і наділити ними майбутні світила. Нові підказки до цього виявили астрономи Мічиганського університету завдяки спостереженням за зорями у Чумацькому Шляху.

Що видало хімічні реакції у давніх зір?

Для свого дослідження науковці обрали 42 добре досліджені зорі, у складі яких раніше виявили рутеній, родій, паладій і срібло — елементи, які виникають в r-процесі. Однак, замість того, щоб оцінювати хімічний склад кожної зорі окремо, науковці вирішили підрахувати сукупний вміст у них важких елементів. Так з'ясувалося, що попри велику кількість важких металів, вміст легших елементів, з яких ці метали могли б утворитися, був меншим. Це свідчить про те, що рутеній, родій, паладій і срібло мали бути результатом не злиття легших атомних ядер, а навпаки, розпаду важчих елементів.

За підрахунками астрономів, сумарне число протонів і нейтронів у цих елементах — їхня атомна маса — мала складати 260, тоді як атомна маса найважчого ізотопу урану, який знаходять у природі, складає 238. На думку вчених, ці елементи мали утворитися у зорях-прародичках досліджуваних 42 світил, які після загибелі засіяли космос навколо цими металами. Науковці сподіваються, що їхнє відкриття допоможе краще зрозуміти хімічну еволюцію Всесвіту, а зокрема і нашої Галактики.

• Також важкі елементи, як-от золото, у Чумацький Шлях могли принести галактики, які він поглинув у минулому. Мільярди років зорі у цих галактиках синтезували золото, а потім разом з ним опинилися у Чумацькому Шляху після поглинання.