Як зірки створюють елементи нашого тіла: нові відкриття

Усе, що ми бачимо навколо — від каменя на дорозі до клітин власного тіла — колись народилося в надрах зірок. Але як саме цей процес відбувається, досі залишається однією з найбільших загадок астрофізики. Два нові дослідження, опубліковані в журналі Physical Review Letters, дають змогу суттєво наблизитися до відповіді.

Перша робота зосереджена на вибухах наднових — фінальному етапі життя масивних зірок. Дослідники проаналізували дані багатьох таких космічних катаклізмів і виявили несподівану деталь: під час вибуху утворюється радіоактивний ізотоп титан-44, який залишається помітним ще довго після того, як спалах згасає. Виявилося, що наднові виробляють цього елемента на 35% більше, ніж передбачали теоретичні моделі.

Це відхилення відкриває нові можливості. Тепер учені можуть звіряти свої моделі вибухів із реальними спостереженнями, що дозволить краще зрозуміти, як саме гинуть зорі. Варто зазначити: після такого вибуху на місці зірки залишається або нейтронна зірка — неймовірно щільна сфера діаметром близько 20 кілометрів із масою в 1–2 рази більшою за сонячну, — або чорна діра зоряної маси.

Друге дослідження стосується наднових типу I, які виникають в інший спосіб. Тут нейтронна зірка поступово перетягує на себе речовину зірки-супутника. Коли матеріалу на поверхні накопичується критична маса, відбувається термоядерний вибух, що породжує безліч важких елементів. Частина вивільненої енергії проявляється як рентгенівські спалахи.

Автори другої роботи змогли вивчити ядерну реакцію, яка стоїть за цими спалахами, детальніше, ніж будь-коли раніше. Їм удалося підтвердити існування так званого нікель-мідного циклу — ланцюга перетворень, що відбувається під час таких подій. Це дає чіткіше уявлення про розвиток наднових типу I.

Разом ці дослідження малюють повнішу картину того, як різні типи зоряних вибухів розсіюють у космосі елементи, потрібні для життя. Що глибше вчені розуміють ці процеси, то ближчими стають до відповіді на питання, яке хвилює людство століттями: як саме зірки створюють цеглинки нашого існування.