Новости науки 25.05.01. Драгметаллы из нейтронных звезд

Кислород, углерод и многие другие элементы образуются в недрах звезд и выбрасываются в космос на конечных этапах их жизни, например, при взрывах сверхновых. Однако до сих пор окончательно не ясно, где образуются элементы тяжелее железа, в том числе такие, как золото и платина. Ясно только, что для этого необходимо иметь очень большую плотность нейтронов. Один из возможных путей, давно предложенный для синтеза тяжелых элементов - это их выброс из сливающихся нейтронных звезд. Недавно проведены детальные расчеты этого сложнейшего процесса.

С.Россвог (Dr Stephan Rosswog) и его сотрудники из университетов в Лестере (Англия) и Базеле (Швейцария) показали, что при слиянии пары нейтронных звезд помимо огромного энерговыделения, достаточного для питания гамма-всплесков, действительно происходит образование и выброс тяжелых элементов, в том числе драгоценных металлов.

Сливающиеся нейтронные звезды по расчетам UKAFF. Несколько процентов массы выбрасывается в виде спиральных рукавов - здесь и происходит синтез тяжелых элементов. Simulation by Stephan Rosswog, University of Leicester. Visualization by Richard West. Д-р Россвог проводил расчеты на новом суперкомпьютере в Лестере на UK Astrophysical Fluids Facility (UKAFF). Компьютер UKAFF - один из первых в серии Origin 3800 сделанных Silicon Graphics Inc, представляет из себя сеть из 128 параллельных процессоров. Его память 64GB RAM и 1300GB на дисках, т.е. это крупнейшая машина в Европе для астрофизических расчетов.

Часть результатов была уже доложена - см. astro-ph/0012046. Проводились трехмерные гидродинамические расчеты процесса слияния в ньютоновской гравитации, но с учетом излучения гравитационных волн. Найденные зависимости температуры и плотности от времени в выбрасываемом веществе использовались для расчета распадов и слияний ядер. В результате получилось, что ядра с массовым числом A>130 распределены так же, как в Солнечной системе. Т.е. обилие платины и золота с А@195 хорошо согласуется с наблюдаемым.

Для расчета всего лишь нескольких миллисекунд в жизни пары нейтронных звезд требуются недели машинного времени на суперкомпьютере. Основная масса коллапсирует в черную дыру, но несколько процентов выбрасывается в космос.

перейти к началу страницы