Более 150 лет назад русский химик Дмитрий Иванович Менделеев составил периодическую таблицу элементов, включив в нее не только самые легкие и распространенные, такие как водород, но и самые тяжелые, помимо железа. Теперь, благодаря космическому телескопу Джеймса Уэбба, у нас есть возможность наблюдать непосредственно места образования этих более тяжелых, чем железо, элементов: в самых сильных взрывах космоса.
Телескоп «Уэбб» зафиксировал второй по яркости гамма-всплеск — GRB 230307A, вероятно, возникший из-за слияния двух нейтронных звезд во время килоновы. Благодаря высокой чувствительности приборов впервые удалось получить спектр в среднем инфракрасном диапазоне из космоса килоновой.
Это позволило впервые непосредственно обнаружить один тяжелый элемент, образующийся при подобном событии. Нашедшийся химический элемент — теллур, однако исследователи предполагают, что в веществе, выброшенном в ходе этого явления, присутствуют и другие тяжелые элементы, например йод.
Кузнецы тяжёлых элементов — редкость, но таковой является Килонова.
Почти всегда редкие события килоновых вспышек, где создаются элементы тяжелее железа, можно обнаружить через короткие гамма-всплески (GRB), которые являются побочным продуктом этих звездных плавлений. В отличие от них, длинные гамма-всплески могут длиться несколько минут и обычно происходят при взрывной смерти массивной звезды.
В марте гамма-телескоп НАСА Fermi обнаружил интересный случай — GRB 230407A. Он стал вторым по яркости GRB за более чем 50 лет наблюдений. Яркость этого события примерно в тысячу раз превышает яркость типичных GRB, наблюдаемых Fermi, а его продолжительность составила 200 секунд — это длинный, а не короткий гамма-всплеск.
Несмотря на то, что совместные усилия наземных и космических телескопов помогли обнаружить источник этого GRB, наблюдения в гамма-лучах, рентгеновском, оптическом, инфракрасном и радиодиапазонах показали, что оптический/инфракрасный аналог был тусклым, быстро эволюционировал и стал очень красным — признаки килоновой.
Теллур, обнаруженный в спектрах «Уэбба»
Спектрографы NIRCam и NIRSpec телескопа «Уэбб» отлично подходят для изучения слияния в инфракрасном диапазоне, из которого предположительно возник GRB 230307A. Полученный спектр излучения килоновы показывают широкие линии, свидетельствующие о высокой скорости выбрасывания вещества. Также обращает на себя внимание свет, испускаемый теллуром, редким на Земле элементом, встречающимся реже, чем платина.
Возможности приборов помогли ученым точно определить галактику происхождения двух нейтронных звезд, слившихся в килоновую, после чего были выброшены из родной среды. Это спиральная галактика, удаленная от места слияния примерно на 120 000 световых лет.
Благодаря мониторингу телескопов на Земле и в космосе учёные надеются обнаружить больше килоновых в будущем. Учёные уверены, что смогут использовать «Уэбб» для поиска ещё более тяжёлых элементов.
Аннотацию к исследованию, опубликованную в журнале Nature, можно прочитать. .