A csillagászok hogyan nyitották meg űrgyárakat arany és nukleáris üzemanyag előállítására
Mik a gravitációs hullámok?
Mint már írtuk, a gravitációs hullámok a tér-idő hullámai, amelyek akkor fordulnak elő, amikor két szuperhúzós test felgyorsul egymás mellett. Képzeljen el egy kifeszített vászonot, amelyre egy acélgömb dobott - ez kissé megnyomja a vászont. Ha mellette helyezünk egy második golyót, akkor az bepattan a vászonba. De ha elkezdjük gyorsan a golyókat spirálisan, egymáshoz közelebb mozgatni, akkor a "préselt" helyek átfedésben vannak, és a szövet hullámokban megy végbe. Valami hasonló történik az űrben.
A hullámok erősen gyengülnek a forrástól való távolság mellett. Ebből következik, hogy ezeket általában nagyon nehéz felismerni. Két szupermasszív test kölcsönös gyorsulása csak az egyesülés előtt megy végbe. És a fekete lyukak ritkán egyesülnek. A neutroncsillagok - az újabb fúziók és felvásárlások jelöltje - ezt gyakran is megtehetik, de több tucatszor könnyebbek. Vagyis egy ilyen eseményt csak sokkal kisebb távolságra lehet „látni”, mint a fekete lyukak esetében.
A környéken mindenki a gravitációs hullámokról és a neutroncsillagok összeolvadásáról beszél
Neutron csillagok - arany és urán űrgyárak
Promóciós videó:
Ezen túlmenően az ilyen csillagok egyesülésének megfigyelése rendkívül fontos. Az asztrofizikusok már régóta kiszámították, hogy ilyen eljárás nélkül a környező univerzum képe „nem ad össze”. Vegyük a bolygónkat vagy a Naprendszerünket - viszonylag nagy mennyiségben van arany, platina, irídium és urán. Ez jó az ékszerészek és a nukleáris tudósok számára, de teljesen ellentmond az összes olyan számításnak, amely szerint ilyen nehéz elemeket kell kialakítani. A csillagok, mint például a Nap, szinte semmit nem termelnek a szénnél nehezebbé - tömegük túl kicsi, a középső nyomás szintén viszonylag alacsony, és az ilyen atommagok fúziója csillagunk közepén nem megy végbe.
Vannak szupernóvák is. Hatalmas csillagok, amelyek életük végén felrobbannak. De nem szabad túl sok nehéz elemet adniuk. Nagyon sok urán vagy arany előállításához szükséges, hogy több szabad neutron "repüljön" egy könnyebb atommagba - és nagyon gyorsan, mert különben a mag lebomlik, mielőtt felhalmozódna a szükséges számú neutronból, amellyel hosszú ideig fennállhat. És a neutronok toborzásának folyamata a szupernóva robbanások során (s-folyamat), mint a szerencsénk is, túl lassú.
Ezért hipotézist javasoltak az úgynevezett r-folyamatokra, vagyis a neutronok atommagok általi gyors gyűjtésére. A probléma az, hogy sok szabad neutronra van szüksége az atomok körül. A legjobb jelölt erre egy neutroncsillag. Átmérője általában kisebb, mint egy átlagos orosz város hossza, tömege azonban nagyobb, mint a Napé. Ezért van egy szörnyű anyag sűrűség, és a gravitációs mező 200 milliárdszor erősebb, mint a Földé, és hét milliárdszor erősebb, mint a Nap felszíne.
A fekete lyukak ritkán egyesülnek
Az ilyen gravitációból az atomok "lelapulnak" egymással, és a neutronok egy része "repül ki" tőlük. Ha két neutroncsillag összeütközik, akkor az atommagok hatalmas nyomáson és hőmérsékleten aktívan keverednek a neutronokkal. És pontosan erre van szükség az arany, platina, urán és más cézium kialakulásához. Úgy gondolják, hogy így fordult elő minket körülvevő vasnál nehezebb elemek körülbelül fele. Igen, igen, az ujján a jegygyűrű hordozza az anyagot egy neutroncsillag egyesüléséből!
Gravitációs hullámok lövészként. Teleszkóp, mint egy aranyásó
Nagyszerű hipotézis volt, de ennek hátránya volt - a neutroncsillagok nagyon "sötétek". Ha 200 milliárd erősebb gravitációval rendelkezik, mint a Földé, a fotonoknak nehéz idő elhagyni a felszínt. Gyakorlatilag kihaltak, sugárzásuk a látható tartományban nem túl erős. A neutroncsillagokat nehéz látni több száz fényév alatt. És az fúziók nem fordulnak elő olyan gyakran, és a legtöbb nagyon távol van. Az első gravitációs hullámok regisztrálása előtt az előző évben nagyon nehéz volt nyomot találni egy ilyen eseményről.
2017. augusztus 17-én a csillagászok a tér-idő ingadozásait rögzítették, amelyek 100 másodpercig tartottak. Azonnal azt gyanították, hogy ez történt, amikor két neutroncsillag közeledett és egyesült. Először van lehetőség a régi hipotézisek bizonyítására!
A gravitációs hullámok azonban nem minden. Igen, az amerikai LIGO detektor által rögzített GW170817 hullám (egyébként a Szovjetunióban az 1950-es években javasolt séma szerint épült fel) azt mutatta, hogy ezúttal az 1,1–1,6 napelemes test összeolvad. Amely túl kicsi a fekete lyukak számára. De másrészt, pontosan ez a tömegtartomány, amellyel a neutroncsillagok rendelkezhetnek. Hogyan lehet megérteni, hogy ott arany, urán és más, homályos eredetű elemek képződtek-e?
Ehhez a világ több mint 70 obszervatóriumának távcsöveit és spektrométereit használták. Mind a gamma-sugárzást, mind a nehéz radioaktív elemek bomlásából, valamint a cézium, tellúr, platina, arany és egyéb elemek spektrális nyomát látta. Ennél is fontosabb, hogy kilonova vakut láttak. Ez a neve egy "ezer új" csillag kitörésének, amely ugyanakkor gyengébb, mint a szupernóva. Eddig csak távcsövekkel látták őket. És bár voltak javaslatok, hogy ez két neutroncsillag egyesülése volt, lehetetlen volt ezt ellenőrizni a GW170817 gravitációs hullám regisztrálása előtt.
Több aranyra van szükség, uram
A nehézfémek nyomainak megfigyelése jó. Sokkal jobb lenne többet megszerezni, nem korlátozódni a jelenlegi felfedezésre. Nagyszerű, hogy az emberiség LIGO-val rendelkezik és képes gravitációs hullámok segítségével tovább keresni a kilonovát.
A lényeg az, hogy amíg meg nem értjük az ilyen fúziók gyakoriságát, nem lesz egyértelmű, hogy a nehéz elemek mekkora része származik neutroncsillagokból. Ezen túlmenően az egyesülés veszélyes esemény. Amikor az egyik Perm átmérőjű hiperdenzum objektum egy másikra esik, a nehéz elemek kialakulását erős gammavaku kíséri. A csillagászok már régóta felvetették a kérdést, hogy egy ilyen esemény a gamma-sugárzással sterilizálhatja-e a Földet. Legalább akkor, ha ez nagyon közel történik, és bolygónk "középpontjában" van a járvány. Egyes kutatók úgy vélik, hogy ez már megtörtént, ezért voltak tömeges kihalások a bolygón. Ahhoz, hogy megértsük, mennyire súlyos a fenyegetés, és szükség van-e annak leküzdésére, érdemes először kideríteni, hogy az ilyen gyilkos "aranygyárak" milyen gyakran bontakoznak ki.
ALEXANDER BEREZIN