როგორც ირკვევა, კილონოვას აფეთქება, ანუ ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახება ჩვენგან მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე, იშვიათი მძიმე ელემენტების ქარხანა აღმოჩნდა.
ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი ასეთ მოვლენას პირველად დააკვირდა; შეჯახების შედეგად 2023 წლის 7 მარტს გამოჩენილ კოლოსალურ გამა-გამოსხივების აფეთქებაში, ტელესკოპმა ტელური დააფიქსირა — იშვიათი ლითონი, რომელიც იმდენად მძიმეა, რომ შეუძლებელია, ვარსკვლავთა წიაღში წარმოიქმნას სინთეზის პროცესის შედეგად.
დაფიქსირდა სხვა ლითონების მინიშნებებიც, მაგალითად, ვოლფრამისა და სელენიუმის. მკვლევართა განცხადებით, ეს აღმოჩენა ადასტურებს, რომ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შერწყმა ნამდვილად არის მძიმე ელემენტთა წყარო, რაც მნიშვნელოვანი დეტალია სამყაროში მასალების წარმოქმნისა და გავრცელების შესახებ.
„ამ დროისთვის ჩვენთვის სულ რამდენიმე კილონოვაა ცნობილი და ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც მის შემდეგ განვითარებულ პროცესებს ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპით დავაკვირდით“, — ამბობს ანალიზების ავტორი, რადბუდის ასტროფიზიკოსი ენდრიუ ლევანი.
მისი განცხადებით, ახლა, დიმიტრი მენდელეევის მიერ ელემენტთა პერიოდული სისტემის შექმნიდან 150 წლის შემდეგ, როგორც იქნა დავიწყეთ ელემენტთა წარმომავლობის საბოლოო დეტალების გარკვევა.
ვარსკვლავები ფრიად საოცარი რამ არის. იღებენ წყალბადს, რომელიც სამყაროს ხილული მატერიის უდიდეს ნაწილს შეადგენს, მის ატომებს გაუჩერებლად „დღვებენ“ და ასე წარმოქმნიან მძიმე ელემენტებს: წყალბადს ჰელიუმად გარდაქმნიან და შემდეგ, მის მძიმე ატომებს კიდევ უფრო მძიმე ატომებად, რკინამდე.
თუმცა, რკინასთან ვარსკვლავთა სინთეზის ძრავები მუშაობას წყვეტს. რკინის უფრო მძიმე ელემენტებად სინთეზი იმაზე მეტ ენერგიას მოითხოვს, ვიდრე ის გამოყოფს, რაც ვარსკვლავს საკუთარი გრავიტაციის ქვეშ აფეთქებას აიძულებს.
ამ ენერგიულ აფეთქებაში შეიძლება დაიწყოს ბირთვულ რეაქციათა სერია, რომელშიც ატომის ბირთვები თავისუფლად მონავარდე ნეიტრონებს ეჯახებიან და უფრო მძიმე ელემენტებს ასინთეზირებენ.
საჭიროა, რომ ეს რეაქციები საკმაოდ სწრაფად მოხდეს, რათა რადიოაქტიური დაშლა იქამდე არ წარიმართოს, ვიდრე ბირთვს მეტი ნეიტრონები დაემატება. ეს იმას ნიშნავს, რომ საჭიროა, ის იქ მოხდეს, სადაც ბევრი თავისუფალი ნეიტრონი დანავარდობს — მაგალითად, სუპერნოვაში ან კილონოვაში. ამ განსაკუთრებულ ბირთვული სინთეზის პროცესს სწრაფ ნეიტრონთა დაჭერის პროცესს, ანუ r-პროცესს უწოდებენ.
2017 წელს, როდესაც ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახება პირველად დავაფიქსირეთ, დადასტურდა, რომ კილონოვა r-პროცესის ელემენტებს აწარმოებს. მეცნიერებმა პერიოდული ცხრილის 38-ე ელემენტი, სტრონციუმი დააფიქსირეს.
2023 წლის მარტში, როდესაც გამა-გამოსხივების აფეთქების მოვლენა, სახელად GRB230307A დააფიქსირეს, მეცნიერებმა დაუყოვნებლივ დაიწყეს დეტალური დაკვირვება. GRB230307A მართლაც სანახაობრივი იყო — ერთ-ერთი ყველაზე კაშკაშა გამა-გამოსხივების აფეთქება იქამდე ნანახთა შორის, 1000-ჯერ უფრო კაშკაშა, ვიდრე ჩვეულებრივი და მილიონჯერ უფრო კაშკაშა, ვიდრე მთლიანად ირმის ნახტომი.
ამავე დროს, ის უჩვეულო ხანგრძლივობისაც იყო, დაახლოებით 200 წამის. ასეთი ხანგრძლივობა კილონოვას ხელწერად მიიჩნევა — სუპერნოვას გამა-გამოსხივების აფეთქებები გაცილებით ხანმოკლეა. მრავალი ტალღის სიგრძეში ჩატარებულმა დაკვირვებებმა ეს დაადასტურა: აფეთქების შემდეგი პროფილი კილონოვასთან იყო შესაბამისობაში.
ვინაიდან ცნობილია, რომ კილონოვები r-პროცესის ელემენტთა წყაროა, ასტრონომებმა აფეთქების წყაროს ინფრაწითელი ჯეიმს ვებით დაკვირვება მოითხოვეს.
5 აპრილს ტელესკოპი მათ ნათებისკენ მიმართეს, რომელსაც მაშინ მნიშვნელოვანი ინფრაწითელი კომპონენტი ჰქონდა და სპექტრი შეაგროვეს.
ამ მონაცემებმა იქ პერიოდული ცხრილის 52-ე ელემენტის, ტელურის არსებობა ცხადყო. ეს ელემენტი საკმაოდ მძიმეა. ყველაფერი იმას ნიშნავს, რომ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახების შედეგად გამოტყორცნილ, გაფართოებად მატერიაში r-პროცესის სხვა ელემენტებიც არის, მაგრამ ამის დასადასტურებლად მეტი დაკვირვებაა საჭირო.
ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ აფეთქება მართლაც უცნაურ ადგილას მოხვდა: გალაქტიკათშორის სივრცეში, უახლოესი გალაქტიკიდან 120 000 სინათლის წლის მანძილზე. მკვლევრებმა განსაზღვრეს, რომ სწორედ ამ გალაქტიკიდან იყო ეს ორი ნეიტრონული ვარსკვლავი წამოსული, ოღონდ იქამდე ჩვეულებრივი, მასიური ვარსკვლავები იყვნენ. როდესაც ისინი სუპერნოვად აფეთქდნენ, ჯერ ერთი და მერე მეორე, აფეთქების ძალა საკმარისი იყო, რათა ისინი გალაქტიკიდან გაეტყორცნა.
მკვლევართა განცხადებით, ამ საოცარი მოვლენიდან ნამდვილად ბევრი რამის სწავლა შეიძლება.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია astronomie.nl-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
