Астрофізики виявили таємничий ідеальний вибух у космосі

Коли нейтронні зірки стикаються, вони викликають вибух, який, всупереч тому, що вважалося донедавна , має форму ідеальної сфери. Хоча те, як це можливо, досі залишається загадкою, відкриття може дати новий ключ до фундаментальної фізики та вимірювання віку Всесвіту. Відкриття було зроблено астрофізиками з Копенгагенського університету і щойно опубліковано в журналі Nature.

Кілонові — гігантські вибухи, які відбуваються, коли дві нейтронні зірки обертаються навколо одна одної й нарешті стикаються — відповідальні за створення як великих, так і малих речей у Всесвіті, від чорних дір до атомів у золотому персні на вашому пальці та йоду в наших тілах. Вони породжують найекстремальніші фізичні умови у Всесвіті, і саме в цих екстремальних умовах Всесвіт створює найважчі елементи періодичної таблиці, такі як золото, платина та уран.

Але ми все ще багато чого не знаємо про це насильницьке явище. Коли у 2017 році на відстані 140 мільйонів світлових років від Землі була виявлена ​​Кілонова, це був перший раз, коли вчені змогли зібрати детальні дані. Вчені в усьому світі все ще інтерпретують дані цього колосального вибуху, зокрема Альберт Снеппен і Дарах Уотсон з Копенгагенського університету, які зробили дивовижне відкриття.

«У вас є дві суперкомпактні зірки, які обертаються навколо одна одної 100 разів за секунду, перш ніж зруйнуватися. Наша інтуїція та всі попередні моделі стверджують, що хмара вибуху, утворена зіткненням, повинна мати сплощену та досить асиметричну форму», — каже Альберт Снеппен, докторант Інституту Нільса Бора та перший автор дослідження, опублікованого в журналі Nature.

Ось чому він і його колеги-дослідники з подивом виявили, що для кілонової 2017 року це зовсім не так. Вона повністю симетрична і має форму, близьку до ідеальної сфери.

«Ніхто не очікував, що вибух буде таким. Немає сенсу, що він сферичний, як куля. Але наші розрахунки чітко показують, що так. Це, ймовірно, означає, що теорії та моделювання кілонових, які ми розглядали протягом останніх 25 років, не мають важливої ​​фізики», — каже Дарах Уотсон, доцент Інституту Нільса Бора та другий автор дослідження.

Про Кілонові

• Нейтронні зірки — надзвичайно компактні зірки, які складаються в основному з нейтронів. Зазвичай вони мають діаметр лише близько 20 кілометрів, але можуть важити в півтора-два рази більше, ніж Сонце. Чайна ложка речовини нейтронної зірки важила б приблизно стільки ж, скільки гора Еверест.
• При зіткненні двох нейтронних зірок виникає явище кілонової. Це назва гігантського вибуху, який породжує злиття. Це радіоактивна вогняна куля, яка розширюється з величезною швидкістю і складається здебільшого з важких елементів, утворених під час злиття та його наслідків — як легших, так і дуже важких елементів — які викидаються в космос.
• Явище було передбачено в 1974 році та вперше чітко спостережено та ідентифіковано у 2013 році. У 2017 році вперше були отримані детальні дані з кілонової, коли детекторам LIGO (у США) та Virgo (в Європі) сенсаційно вдалося виміряти гравітаційне явище. хвилі від kilonova AT2017gfo, яка була в галактиці за 140 мільйонів світлових років від нас.

Сферична форма — загадка

Але як кілонова може бути сферичною – справжня загадка. На думку дослідників, у грі має бути несподівана фізика:

«Найвірогідніший спосіб зробити вибух сферичним — це викид величезної кількості енергії з центру вибуху та згладжування форми, яка інакше була б асиметричною. Тож сферична форма говорить нам про те, що в центрі зіткнення, ймовірно, багато енергії, яке було непередбаченим», — каже Альберт Снеппен.