Астрономия

JWST подтверждает образование тяжелых элементов в Килоновой

Недавнее исследование, опубликованное в Природа исследует недавние наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА (JWST) и наземных телескопов тяжелых элементов в выброшенном материале недавнего гамма-всплеска (GRB), классифицированного как GRB 230307A, который, вероятно, был произведен килоновой с GRB 230307A. был обозначен как второй по яркости когда-либо обнаруженный GRB. Тяжелый элемент, о котором идет речь, — это химический элемент теллур, который в таблице Менделеева классифицируется как металлоид. Однако ученые также предполагают, что элемент йод, который необходим для большей части жизни на Земле и классифицируется как химически активный неметалл, также мог существовать в результате взрыва килоновой, причем оба элемента находились бок о бок в таблице Менделеева.

«Прошло чуть более 150 лет с тех пор, как Дмитрий Менделеев написал периодическую таблицу элементов, и теперь мы, наконец, в состоянии начать заполнять эти последние пробелы в понимании того, где все было создано, благодаря Уэббу», — сказал доктор Эндрю Леван, профессор астрофизики Университета Радбауд в Нидерландах и почетный профессор Уорикского университета в Великобритании, а также ведущий автор исследования.

Теллур — один из самых редких элементов на Земле, даже более редкий, чем платина, и используется для различных металлических сплавов, включая полупроводники, нефтепереработку и солнечные элементы, и это лишь некоторые из них. Хотя теллур редко встречается на Земле, он был обнаружен в планетарных туманностях и древних звездах. Другой элемент, обнаруженный в ходе этих недавних наблюдений, — йод — необходим для жизни на Земле, поскольку было обнаружено, что он помогает облегчить воспаление или стресс у людей. Как знаменито заявил Карл Саган в своей серии статей 1980 года: Космос«Мы сделаны из звездного материала».

Kilonova emission spectrum pillars 750 - JWST подтверждает образование тяжелых элементов в Килоновой
Спектральные данные килоновой GRB 230307A, наблюдаемые JWST с моделью килоновой рядом с ней. (Фото: НАСА, ЕКА, ККА, Дж. Олмстед (STScI))

По оценкам, GRB 230307A просуществовал 200 секунд и был примерно в 1000 раз ярче, чем традиционные гамма-всплески. Впервые он был обнаружен космическим гамма-телескопом Ферми НАСА в марте 2023 года, и астрономы использовали инструменты визуализации и спектроскопии среднего инфракрасного диапазона JWST для проведения последующих наблюдений через 29 и 61 день после того, как произошел всплеск. Как уже отмечалось, GRB 230307A является вторым по яркости когда-либо обнаруженным GRB, самый яркий из когда-либо обнаруженных в 2022 году, и его быстро назвали BOAT (Самый яркий за все время). Наблюдения гамма-всплесков датируются более 50 лет назад: первый в истории гамма-всплеск был обнаружен 2 июля 1967 года, а подтверждение события произошло в 1969 году. Всплески классифицируются как короткие и длинные: короткие гамма-всплески длятся менее двух секунд, а длинные гамма-всплески продолжаются менее двух секунд. в течение нескольких минут.

«Этот всплеск относится к длинной категории. Это не рядом с границей. Но, похоже, оно исходит от сливающейся нейтронной звезды», — сказал доктор Эрик Бернс, доцент кафедры физики и астрономии в Университете штата Луизиана, член команды Ферми и соавтор исследования.

Килоновы являются результатом слияния двух нейтронных звезд, и предполагалось, что они производят элементы, которые одновременно редки и значительно тяжелее элемента железа. Однако, как и редкие элементы, которые они якобы производят, килоновые также невероятно редки и их трудно обнаружить, что делает обнаружение JWST в инфракрасном диапазоне еще более захватывающим.

В этом случае JWST обнаружил, что две нейтронные звезды, ответственные за эту килоновую, находятся примерно в 120 000 световых годах от места слияния или за пределами нашей Галактики Млечный Путь. В будущем астрономы ожидают, что они смогут обнаружить больше килоновых благодаря расширению сотрудничества между наземными и космическими обсерваториями.

«Уэбб обеспечивает феноменальный импульс и может найти даже более тяжелые элементы», — сказал доктор Бен Гомпертц, доцент Школы физики и астрономии Бирмингемского университета и соавтор исследования. «По мере того, как мы будем получать более частые наблюдения, модели будут улучшаться, и спектр может со временем меняться. Уэбб, безусловно, открыл двери для гораздо большего, и его способности полностью изменят наше понимание Вселенной».

Какие новые открытия сделают астрономы в отношении гамма-всплесков, килоновых и редких элементов в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!

Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!

Кнопка «Наверх»