Kaip astronomai atidarė kosmines gamyklas auksui ir branduoliniam kurui gaminti
- „Salik.biz“
Kas yra gravitacijos bangos?
Kaip jau rašėme, gravitacinės bangos yra erdvės-laiko bangos, atsirandančios, kai du superdensiniai kūnai pradeda greitėti vienas šalia kito. Įsivaizduokite ištemptą drobę, ant kurios mestas vienas plieninis rutulys - ji šiek tiek pastvers drobę. Jei šalia įdėsime antrą rutulį, jis taip pat įstumia drobę. Bet jei mes pradėsime greitai perkelti rutulius spirale, arčiau vienas kito, tada "prispaustos" vietos pradės persidengti ir audinys eis bangomis. Kažkas panašaus nutinka ir kosmose.
Bangos smarkiai silpnėja, kai atstumas nuo šaltinio. Iš to išplaukia, kad juos paprastai labai sunku aptikti. Abiejų dviejų supermasyvių kūnų pagreitis įvyksta tik prieš susijungiant. O juodosios skylės retai susilieja. Neutroninės žvaigždės - dar viena kandidatė į įmonių susijungimus ir įsigijimus - gali tai padaryti dažniau, tačiau jos yra dešimtys kartų lengvesnės. T. y., Tokį įvykį įmanoma „pamatyti“tik daug mažesniais atstumais nei juodosiose skylėse.
Visi aplinkiniai kalba apie gravitacines bangas ir neutroninių žvaigždžių susiliejimą
Neutronų žvaigždės - aukso ir urano kosminės gamyklos
Reklaminis vaizdo įrašas:
Be to, labai svarbu stebėti tokių žvaigždžių susiliejimus. Astrofizikai jau seniai apskaičiavo, kad be tokio proceso aplinkinės Visatos vaizdas „neprideda“. Paimkite iš savo planetos ar saulės sistemos - turime palyginti daug aukso, platinos, iridžio ir urano. Tai yra naudinga juvelyrams ir branduolinės energetikos mokslininkams, tačiau visiškai prieštarauja visiems skaičiavimams, kaip turėtų būti formuojami tokie sunkūs elementai. Žvaigždės, tokios kaip Saulė, beveik nesukuria nieko sunkesnio už anglį - jų masė per maža, slėgis centre taip pat palyginti žemas, o tokių atomų branduolių sintezė mūsų žvaigždės centre nevyksta.
Taip pat yra supernovų. Jie yra didžiulės žvaigždės, kurios sprogsta gyvenimo pabaigoje. Bet jie neturėtų suteikti per daug sunkių elementų. Norint gauti daug urano ar aukso, būtina, kad laisvesni neutronai „skristų“į lengvesnio atomo branduolį - ir labai greitai, nes priešingu atveju branduolys suirs, kol sukaups reikiamą skaičių neutronų, su kuriais jis gali ilgai egzistuoti. O neutronų verbavimo procesas supernovos sprogimuose (s-procesas), kaip pasisektų, yra per lėtas.
Todėl buvo pasiūlyta vadinamųjų r-procesų arba greito neutronų surinkimo pagal atominius branduolius hipotezė. Problema ta, kad jai reikia daug laisvų neutronų aplink atomus. Geriausias kandidatas į tai yra neutroninė žvaigždė. Jos skersmuo paprastai yra mažesnis nei vidutinio Rusijos miesto ilgio, tačiau jo masė yra didesnė nei Saulės. Todėl yra nepaprastas materijos tankis, o gravitacinis laukas yra 200 milijardų kartų stipresnis nei Žemės ir septynis milijardus kartų stipresnis nei Saulės paviršiuje.
Juodosios skylės retai susilieja
Iš tokio sunkio atomų „išsilygina“vienas kitas, o dalis neutronų „išskrenda“iš jų. Jei susidurs dvi neutronų žvaigždės, tada atominiai branduoliai pradės aktyviai maišyti su neutronais esant didžiuliam slėgiui ir temperatūrai. Būtent to reikia auksui, platinai, uranui ir kitam ceziui susidaryti. Manoma, kad taip atsirado maždaug pusė visų elementų, sunkesnių už mus supančią geležį. Taip, taip, vestuvinis žiedas ant jūsų piršto neša medžiagą iš neutroninių žvaigždžių poros susijungimo!
Gravitacinės bangos, kaip kulkosvaidis. Teleskopas kaip aukso kastuvas
Tai buvo puiki hipotezė, tačiau ji turėjo trūkumą - neutroninės žvaigždės yra labai „tamsios“. Kai jūsų gravitacija yra 200 milijardų galingesnė nei Žemės, fotonams sunku palikti paviršių. Jie yra praktiškai išnykę, jų spinduliuotė matomame diapazone nėra labai stipri. Neutronines žvaigždes sunku pamatyti šimtus šviesmečių. Susijungimai nevyksta taip dažnai, o dauguma jų yra gana toli. Prieš užregistravus pirmąsias gravitacines bangas praėjusiais metais, buvo labai sunku rasti tokio įvykio pėdsakų.
2017 m. Rugpjūčio 17 d. Astronomai užfiksavo erdvės laiko svyravimus, kurie truko 100 sekundžių. Jie iškart įtarė, kad tai atsitiko, kai artėjo ir susiliejo dvi neutroninės žvaigždės. Pirmą kartą yra galimybė įrodyti senas hipotezes!
Tačiau gravitacinės bangos dar ne viskas. Taip, amerikiečių detektoriaus LIGO užfiksuota GW170817 banga (pastatyta, beje, pagal schemą, TSRS pasiūlyta dar šeštajame dešimtmetyje) parodė, kad šį kartą 1,1–1,6 saulės masės kūnai susiliejo. Kuris yra per mažas juodosioms skylėms. Bet iš kitos pusės, tai yra tiksliai masės diapazonas, kurį gali turėti neutroninės žvaigždės. Tačiau kaip suprasti, ar ten susidarė auksas, uranas ir kiti neaiškios kilmės elementai?
Tam buvo naudojami daugiau nei 70 observatorijų visame pasaulyje teleskopai ir spektrometrai. Jie matė tiek gama spinduliuotę, atsirandančią dėl sunkiųjų radioaktyviųjų elementų skilimo, tiek cezio, telūro, platinos, aukso ir kitų elementų spektrinius pėdsakus. Dar svarbiau, kad jie pamatė kilonovos blykstę. Tai yra „tūkstančio naujų“žvaigždžių, kurios tuo pat metu yra silpnesnės nei supernova, protrūkio pavadinimas. Iki šiol jie buvo matomi tik per teleskopus. Ir nors buvo pasiūlymų, kad tai yra dviejų neutronų žvaigždžių susiliejimas, prieš įregistruojant gravitacinę bangą GW170817 buvo neįmanoma to patikrinti.
Reikėjo daugiau aukso, mano viešpatie
Stebėti sunkiųjų metalų pėdsakus yra gerai. Tačiau būtų daug geriau jų padaryti daugiau, neapsiriboti vien dabartiniu atradimu. Puiku, kad dabar žmonija turi LIGO ir galimybę toliau ieškoti kilonovos naudojant gravitacines bangas.
Esmė ta, kad kol nesuprasime tokių susijungimų dažnio, nebus aišku, kiek sunkiųjų elementų atsirado neutroninėse žvaigždėse. Be to, susijungimas yra pavojingas įvykis. Kai vienas hiperdenzinis objektas, kurio skersmuo yra Permė, patenka į kitą, sunkiųjų elementų susidarymą lydi galingas gama blykstė. Astronomai ilgą laiką kėlė klausimą, ar toks įvykis su savo gama spinduliuote gali sterilizuoti Žemę. Bent jau jei tai įvyksta labai arti ir mūsų planeta yra „dėmesio centre“protrūkiui. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad taip jau atsitiko, todėl planetoje buvo masinis išnykimas. Norint suprasti, kokia grėsmė yra rimta ir ar su ja reikia kovoti, pravartu pirmiausia išsiaiškinti, kaip dažnai prasiveržia tokios žudynės keliančios „aukso gamyklos“.
ALEXANDERAS BEREZINAS