Наша Солнечная система появилась в результате разрушения нейтронной звезды, вещество которой стало строительным материалом для всего, что мы видим вокруг себя. Особое внимание стоит уделить драгоценным материалам. Когда нейтронные звезды сливаются, они испускают множество недолговечных элементов. Эти материалы становятся частью формирующихся солнечных систем. Теперь ученые пытаются понять процесс слияния нейтронных звезд, которые дали вещество для формирования нашей солнечной системы.
Проведенное исследование показало, что слияние, создавшее нашу систему, произошло за 1000 световых лет от нас. «Это было близко, — говорит физик из Колумбийского университета и ведущий ученый проекта Сабольч Марка. — Если вы бы вы посмотрели на небо и увидели слияние нейтронных звезд на расстоянии 1000 световых лет, то оно бы затмило все ночное небо».
Марка и его коллега астрофизик из Университета Флориды Имре Бартос изучили метеориты ранней Солнечной системы. Анализ изотопов показал наличие элементов с различным количеством нейтронов в их атомах. Во-первых, ученые рассчитали количество радиоактивных изотопов в ранней солнечной системе. Затем исследователи полученное число с количеством изотопов, образовавшихся в результате слияния нейтронных звезд.
Тяжелые элементы, такие как золото, платина и плутоний, образуются, когда нейтроны бомбардируют атомы. Во время таких столкновений нейтральный нейтрон может испускать отрицательно заряженный электрон, становясь положительно заряженным протоном и изменяя атом. Этот процесс, известный как быстрый захват нейтронов, происходит только во время самых мощных взрывов, которыми являются взрывы сверхновых и слияния нейтронных звезд. Но ученые продолжают спорить о том, какое из этих явлений стало причиной появления тяжелых элементов во вселенной.
Марка и Бартос обратились к древним метеоритам, пытаясь понять, какое из событий могло сформировать раннюю Солнечную систему. Внутри этих камней из молодой солнечной системы содержится материал, рожденный тем самым взрывом. И хотя эти элементы были радиоактивными и быстро распались, они оставили после себя «подписи». И когда Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) выявит последствия слияния нейтронных звезд, ученые поймут, что стало источником материала нашей системы.
Предыдущие исследования показали, что сверхновая возникает в галактике Млечный путь раз в 50 лет. Новые наблюдения LIGO выявили, что слияния нейтронных звезд происходят гораздо реже — примерно раз в 100 000 лет. Количество тяжелых элементов в солнечной системе позволяет предположить, что они образовались в результате слияния нейтронных звезд, поскольку взрыв сверхновой мог бы дать больше материала. «Каждый изотоп — это секундомер, запущенный в момент взрыва, — говорит Марка. Изучив остатки изотопов, ученый смог определить время столкновения — за 100 миллионов лет до формирования Солнечной системы. Ученые также рассчитали расстояние до взрыва — 1000 световых лет.
