Вчені довели, що космічні гамма-спалахи могли створити найважчі елементи Всесвіту

Група фізиків з Лос-Аламоської національної лабораторії висунула нову гіпотезу, яка може пояснити походження важких хімічних елементів у Всесвіті, зокрема урану і плутонію. Науковці припускають, що джерелом цих елементів можуть бути високоенергетичні фотонні струмені, які виникають під час колапсу масивних зірок — так звані гамма-сплески.

Під час колапсу зорі утворюється чорна діра. Якщо вона обертається з великою швидкістю, поблизу неї утворюється потужне магнітне поле, що запускає фотонний струмінь, схожий на гігантський пучок світла. Цей струмінь, прориваючись через зовнішні шари зірки, створює гарячу оболонку з плазми — кокон, де, як припускає команда, можуть виникати вільні нейтрони. Саме вони є необхідними для процесу швидкого захоплення нейтронів — r‑процесу, що формує найважчі елементи періодичної таблиці.

На відміну від більш поширених теорій, де нейтрони вже мають бути присутніми, нова модель передбачає їх динамічне утворення у взаємодії між високоенергетичними фотонами і ядрами атомів. Унаслідок цього протони перетворюються на нейтрони, які потім викидаються в кокон, де за екстремальних умов і формуються важкі елементи. Цей процес охоплює всі чотири фундаментальні сили природи — гравітаційну, електромагнітну, слабку і сильну — і, як зазначають автори, є надзвичайно складним з погляду фізики.

Крім пояснення утворення важких елементів, запропонована модель також потенційно може пролити світло на природу так званих кілонових — оптичних і інфрачервоних спалахів, які раніше пов’язували з зіткненнями нейтронних зірок. Новий сценарій передбачає, що схожі явища можуть виникати й при розпаді окремих масивних зірок із потужними фотонними струменями.

Додаткову підтримку гіпотезі дають дані про наявність ізотопів заліза та плутонію в осадових породах морського дна, походження яких вважається позаземним. Раніше джерело цих елементів залишалося незрозумілим, однак нова модель дозволяє припустити, що вони могли виникнути під час колапсів зірок у нашій галактиці.