Ученые рассказали, как лично наблюдали рождение Вселенной
1 117

Ученые рассказали, как лично наблюдали рождение Вселенной

В августе 2017 года человечество стало свидетелем невероятного чуда. Большинство, конечно, не заметило это уникальное событие, однако астрономы всего мира пришли в настоящий экстаз. Еще бы, ведь ученые впервые увидели, как сталкиваются две нейтронные звезды!


Энергия тысячи звезд


Телескопы по всей планете завороженно наблюдали, как в далеком космосе по спирали движутся навстречу друг другу два объекта. Итогом стало столкновение, затем слияние и наконец образование новой черной дыры.

Астрофизики довольно потирали руки. Исследователи уже тогда знали, что инцидент, проходящий в научных записях, как взрыв килоновой AT2017gfo, даст информации на долгие годы работы.

Примечание: килоновая (килонова) — это грандиозное астрономическое явление, которое происходит при слиянии двух нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой. Термин в 2010 году ввел Брайан Мецгер, чтобы подчеркнуть, что выделяемая энергия может превышать в 1000 раз энергию новых звезд.

Ученые рассказали, как лично наблюдали рождение Вселенной
Иллюстрация килоновой. Автор астрофизик А. Снеппен


Как предполагали астрономы, так и случилось. За семь лет ученые собрали данные сразу с нескольких телескопов и сумели буквально поминутно воссоздать события, которые начали происходить сразу после взрыва килоновой.

Астрофизик Альберт Снеппен, руководитель научной команды из института Нильса Бора (Копенгаген, Дания), говорит, что процессы после столкновения звезд очень напоминают Большой взрыв, в результате которого родилась наша вселенная. Раскаленный «суп» из элементарных частиц остыл и стал привычной нам материей.

Астрономический взрыв произошел стремительно, буквально за считаные часы. Естественно, ни один телескоп не смог проследить за этим инцидентом целиком. Кроме того, угол обзора любого прибора ограничен вращением планеты.

Но мы соединили данные, полученные в Австралии и Южной Африке, с тем, что наблюдал космический телескоп «Хаббл», который находился на околоземной орбите. К нашей радости, сложившаяся картина получилась значительно больше, чем просто сумма информации из нескольких источников

— Снеппен.

После Большого взрыва


Одной из самых поразительных вещей, которую обнаружили астрофизики, исследуя взрыв AT2017gfo, было рождение тяжелых элементов.

Тут надо сделать пояснение. Внутри звезд постоянно идут термоядерные реакции синтеза, когда атомы, объединяясь, образуют более тяжелые химические элементы. Однако у синтеза есть свой предел — тяжелее железа в недрах звезд ничего образоваться не может. Банально не хватает энергии.

Чтобы появились тяжелые элементы, такие как золото или уран, нужно очень мощное событие, вроде взрыва сверхновой. Но оказалось, что и столкновения нейтронных звезд тоже способны создавать эти элементы. Например, при взрыве AT2017gfo астрономы заметили присутствие стронция в световом излучении, что подтвердило эту идею.

Ученые продолжили исследования и выяснили, что сразу после столкновения нейтронных звезд температура достигает миллиардов градусов — примерно столько же было в самом начале существования нашей Вселенной. В такой плазменной жаре частицы, например, электроны, начинают хаотично двигаться.


Столкновения нейтронных звёзд, в результате которого образуется быстро расширяющееся облако радиоактивного материала. Реконструкция NASA


Постепенно килоновая звезда расширяется и остывает. Элементарные частицы, которые до того свободно плавали в первичном «супе», начинают притягиваться друг другу и превращаются в атомы. По словам астрофизиков, точно такое же происходило сразу же после рождения Вселенной. В науке этот период получил название «эпоха рекомбинации».

Как увидеть рождение Вселенной


Ученые говорят: после Большого взрыва прошло около 380 тысяч лет, прежде чем Вселенная остыла настолько, что частицы смогли собраться в атомы. До этого момента свет не мог свободно проходить через горячую плазму, но после охлаждения он начал распространяться по Вселенной.

Похожий процесс происходит и в килоновой звезде: когда она остывает, частицы начинают собираться в атомы. Это напоминает ученым о том, что было в ранней Вселенной. Поэтому изучение килоновых помогает лучше понять, как формировались вещества в те далекие времена.


Столкновение нейтронных звёзд, которое, помимо радиоактивного огненного облака, оставляет после себя чёрную дыру и струю быстро движущегося материала с полюсов


Кроме того, исследователи нашли в килоновой звезде такие элементы, как стронций и иттрий, что подтверждает: именно такие взрывы помогают появляться тяжелым элементам во Вселенной.

Мы наконец-то увидели момент, как в послесвечение объединяются электроны и атомные ядра.

Впервые в истории мы наблюдали, как создаются атомы в естественных условиях. При этом мы владеем массой очень важной информации: мы способны измерить температуру вещества в килоновой звезде и в деталях изучить микрофизику этого удаленного взрыва.

Представьте, что вы смотрите на небо и видите свет, который дошел до нас из самых дальних уголков космоса. Он показывает нам, как выглядела Вселенная вскоре после своего рождения.

Но в случае с килоновой звездой мы можем увидеть весь процесс создания атомов своими глазами: сначала частицы разбросаны повсюду, затем они собираются вместе, превращаясь в атомы. Это как будто мы смотрим на рождение Вселенной, но гораздо ближе и подробнее

— астрофизик Расмус Дамгаард, институт Нильса Бора.
Наши новостные каналы

Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.

Рекомендуем для вас