Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории выдвинули новаторскую теорию о происхождении самых тяжёлых элементов во Вселенной, таких как уран, плутоний и торий. По мнению научной команды, эти элементы могут образовываться в условиях, возникающих вокруг гибнущих звёзд, где мощные гамма-всплески создают уникальные нейтронные условия. Данные выводы были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
В новой модели рассматривается процесс, происходящий при гибели массивной звезды. Когда в её ядре формируется быстро вращающаяся чёрная дыра, возникают релятивистские струи (джеты), пробивающиеся сквозь внешние слои звезды. Ведущий автор исследования, Мэтью Мампауэр, сравнил этот процесс с товарным составом, который движется сквозь снег.
На границе джета и звёздного вещества высокоэнергетические фотоны с невероятной скоростью превращают протоны в нейтроны — всего за наносекунды. Эти освобождённые нейтроны, выбрасываемые в окружающее «облако», становятся топливом для r-процесса (процесса быстрого захвата нейтронов), в результате которого образуются тяжёлые элементы.
Предложенная теория решает несколько ключевых проблем: она объясняет, откуда берутся нейтроны (в отличие от ранее существовавших предположений, что они просто существуют в природе). Также исследование связывает четыре основных силы природы и предлагает механизмы выброса тяжёлых элементов в космос.
Несмотря на значительность открытия, остаётся множество нерешённых вопросов. Например, тяжёлые изотопы, возникающие в ходе r-процесса, невозможно воспроизвести в лабораториях на Земле, что оставляет их свойства — такие как масса и период полураспада — загадкой.
Ранее учёные также исследовали источники энергии чёрных дыр.