Слияние нейтронных звезд назвали источником тяжелых элементов Солнечной системы

На заре существования Вселенной она включала лишь водород и гелий; большинство остальных атомов родились в термоядерных реакциях, проходивших внутри звезд. Однако образование ядер тяжелее железа требует более экстремальных условий, и они появляются при таких событиях, как взрывы сверхновых, слияния нейтронных звезд и черных дыр. Львиную долю создают сверхновые: в среднем каждое столетие в Млечном Пути происходят три такие вспышки, тогда как катастрофические слияния нейтронных звезд случаются не чаще раза в несколько миллионов лет.

Предполагается, что и газопылевое облако, которое образовало Солнечную систему, было насыщено тяжелыми элементами после близкого взрыва сверхновой. Однако статья, опубликованная в журнале Nature, ставит эту гипотезу под сомнение. Имре Бартос (Imre Bartos) из Университета Флориды и Шабольч Марка (Szabolcs Marka) из Колумбийского университета показали, что содержание в Солнечной системе некоторых тяжелых элементов указывает на то, что колыбелью ее стало облако, созданное слиянием нейтронных звезд.

Авторы проанализировали состав астероидов, «мусора», оставшегося с рождения Солнечной системы. В отличие от планет, прошедших с тех пор через значительные изменения, астероиды сохранили древнее вещество практически в первозданном виде. В этом случае ученых интересовало содержание кюрия-247 и плутония-244, которое может указать на характер процесса, создавшего их, — сравнительно долгий взрыв сверхновой или же куда более стремительное и катастрофическое слияние нейтронных звезд.

Разумеется, практически все эти короткоживущие ядра в астероидах давно распались, однако их следы в минералах можно обнаружить, подсчитав и первоначальное содержание нужных веществ. И действительно, работа указала на слияние нейтронных звезд, случившееся примерно за 80 миллионов лет до появления Солнца и примерно в 1000 световых лет, создав около 70% кюрия и 40% плутония Солнечной системы.

Слияние нейтронных звезд могло привести к появлению черной дыры, аккреционный диск которого впоследствии был частично унесен прочь и стал колыбелью Солнечной системы / ©Bartos & Marka, 2019

Такой процесс должен был привести к образованию черной дыры, окруженной облаком вещества, насыщенным тяжелыми элементами — вплоть до актиноидов, к которым относятся и кюрий, и плутоний. Возможно, часть этого вещества, унесенного взрывными процессами, и сложилась в итоге в протопланетное облако, а затем и в наш космический дом.