Крохотная древняя галактика хранит запись катастрофического события

Тяжелые химические элементы были созданы звездами: или в ходе ядерных процессов, протекающих внутри этих звезд, или в ходе катастрофических взрывов. Тем не менее, на протяжении примерно 60 лет ученые не могли прийти к консенсусу по вопросу формирования во Вселенной самых тяжелых элементов, таких как золото и свинец. Новые наблюдения крохотной галактики, открытой в прошлом году, показывают, что эти тяжелые элементы, вероятно, являются остатками столкновений между двумя нейтронными звездами.

Новая галактика, получившая название Reticulum II (Сетка II) из-за расположения в южном созвездии Reticulum, или Сетка, является одной из самых компактных и расположенных близко к нам галактик, открытых астрономами. Близость этой галактики к Земле сделала ее привлекательным объектом для наблюдений, которые были проведены командой астрономов, включающей Джоша Саймона (Josh Simon) из Университета Карнеги – Меллон, изучающим химический состав близлежащих галактик.

Многие элементы образованы путем ядерного синтеза, в котором два атомных ядра сливаются и высвобождают энергию, создавая другой, более тяжелый атом. Но элементы тяжелее цинка формируются в результате ядерного процесса, называемого нейтронным захватом.

Существуют две разновидности этого процесса: «медленный нейтронный захват», когда нейтроны захватываются ядрами атомов, расположенных в недрах звезд, в течение жизненного цикла светил, а также «быстрый нейтронный захват», когда ядра атомов синтезируемых во Вселенной элементов захватывают те нейтроны, потоки которых вырываются из звезды при её взрыве как сверхновой в конце жизненного цикла.

К своему удивлению, команда обнаружила, что в галактике Reticulum II семь из девяти ярких звезд содержат гораздо больше элементов, произведенных по механизму быстрого нейтронного захвата, чем это возможно в рамках описанного выше сценария со взрывами сверхновых.

Это привело ученых к выводу, что единственно возможным объяснением этого феномена может быть слияние нейтронных звезд, сопровождаемое выбросом колоссального количества нейтронов. Как отмечают авторы работы, этот механизм образования тяжелых элементов может носить общий характер для нашей Вселенной.