Так виникає золото і срібло: який об'єкт утворюється під час зіткнення двох мертвих зірок

Астрофізики з’ясували, що під час зіткнення нейтронних зірок, які ще називають мертвими зірками, утворюється об’єкт, який має інші характеристики, ніж його творці. Це відкриття має велике значення для розуміння еволюції нейтронних зірок і того, як вони перетворюються на чорні діри. Результати дослідження опубліковані в The Astrophysical Journal, пише Space.

Нейтронні зірки є найекстремальнішими зірками у Всесвіті. Вони є надзвичайно щільними об’єктами, які народжуються після смерті зірок з масою у 8-12 разів більшою за масу Сонця, які вибухають надновою. Водночас нейтронні зірки в середньому мають діаметр 20 км, але їхня маса більша за масу Сонця в 1,5 — 2 рази. Тому вони такі щільні.

Приблизно 75% усіх масивних зірок існують у парах. Тому часто утворюється пара нейтронних зірок, які поступово зближуються і в результаті зіштовхуються та зливаються. Такі зіткнення утворюють єдине середовище в космосі, в якому можуть бути створені хімічні елементи важчі за свинець, такі як золото і срібло.

За словами вчених, зіткнення двох нейтронних зірок може мати два результати. Може утворитися чорна діра або дуже масивний і, можливо, недовговічний гарячий залишок нейтронної зірки. Вчені створили моделювання, щоб з’ясувати, що з себе представляє другий варіант.

Моделювання показало, що залишки злиття нейтронних зірок збираються в центральний об’єкт, який містить більшу частину маси нейтронних зірок-батьків. Але виявилося, що новий об’єкт значно відрізняється від своїх творців.

У той час як стандартні нейтронні зірки холодніші на поверхні і гарячіші ближче до ядра, дослідження показало, що нова масивна нейтронна зірка гарячіша на поверхні, ніж у ядрі. Вчені також виявили, що цей об’єкт охолоджується переважно за рахунок викиду таких частинок, як нейтрино.

Астрофізики були здивовані, коли виявили, що вся холодна матерія опускається занадто швидко до центру нової нейтронної зірки після злиття її творців.

Учені пояснюють, що новий об’єкт чимось схожий на нещодавно народжену нейтронну зірку. І він і нейтронна зірка надзвичайно гарячі, але швидко остигають, випускаючи нейтрино. Але нещодавно народжені нейтронні зірки отримують посилення свого магнітного поля, у той час як у залишку злиття нейтронних зірок цього не відбувається.

При цьому вчені кажуть, що ці об’єкти не обов’язково повинні перетворитися на чорну діру, як припускають деякі моделі, і насправді невідомо, що з ними відбувається далі.

Тепер астрофізики мають намір з’ясувати, чи може щось перешкодити залишку злиття нейтронних зірок створити чорну діру.