Астрофизики из Института Нильса Бора (Дания) впервые определили температуру вещества в свете, появившемся после слияния двух нейтронных звезд, а также зафиксировали образование атомов из ядер атомов и электронов. Открытие позволило установить физические характеристики этого события и пояснить возникновение элементов, тяжелее железа.
В 2017 году астрономы зарегистрировали событие AT2017gfo, вызванное слиянием двух нейтронных звезд. Редкое явление, получившее название «килоновой», сопровождается выбросом большого количества энергии и материи и является идеальной лабораторией для изучения нуклеосинтеза — образования новых ядер из протонов и нейтронов.
Килоновые возникают при слиянии двух нейтронных звезд или черной дыры с нейтронной звездой в двойных системах. Энергия этих астрономических событий может превышать энергию излучаемую новыми звездами в тысячу раз. Килоновые также являются источником сильного электромагнитного излучения, гравитационных волн и элементов тяжелее железа.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics, пришли к выводу,Яркий космический катаклизм AT2017gfo породил огненный шар, расширяющийся со скоростью примерно 40-45 процентов от скорости света. В последующие дни килонова сияла с яркостью, сравнимой со светимостью сотен миллионов солнц.
Команда под руководством Альберта Снеппена (Albert SneppenГруппа исследователей из Копенгагенского университета (Дания) собрала и проанализировала данные наблюдений события AT2017gfo, полученные с телескопов по всему миру в период от 0,5 до 9,4 дня после слияния. Прослежены изменения химических особенностей килоновой с течением времени.
В настоящее время можно наблюдать образование ядер атомов в свечении после килоновой вспышки. Впервые фиксируется создание атомов таким способом, возможно измерить температуру и увидеть микрофизику процесса в удаленном взрыве. Rasmus Damgaard).
Команда обратила внимание, что одним из главных открытий стало наблюдение спектральной линии длиной волны одного микрометра, появившейся через 1,17 дня после слияния. Это указывает на наличие в выбросах килоновой массы таких тяжёлых элементов, как стронций и иттрий.
Появление спектральных особенностей стронция согласуется с прогнозами, сделанными на основе моделей локального термодинамического равновесия. Это подтверждает соответствие между наблюдаемой температурой излучения и температурой ионизации, которая практически одинакова во всех направлениях, с разницей менее чем в пять процентов.
Слияние нейтронных звезд – основной источник элементов тяжелее железа, включая золото и платину. Наблюдение этих процессов в режиме реального времени позволяет проверить и уточнить теории нуклеосинтеза. Результаты исследования предоставили новые данные о динамике выбросов килоновых масс и условиях формирования тяжелых элементов.