Астрономи з’ясували, як вибухи зір утворюють елементи тіла людини

06 вересня 2026 р. 12:19

06 вересня 2026 р. 12:19

Астрономи наблизилися до розуміння того, як зорі створюють хімічні елементи, з яких складаються Земля, наші тіла та майже все навколо. Два нові дослідження, про які розповідає видання Space Astronomy , уточнюють, як вибухи наднових синтезують ці елементи та розкидають їх по Всесвіту.

Яскраві смерті масивних зірок у вигляді наднових спостерігають уже століттями, але детальний механізм таких вибухів досі лишається не до кінця зрозумілим. Нові роботи дають змогу краще змоделювати ці події та зіставити моделі з реальними спостереженнями.

Радіоактивний титан-44 як «мітка» наднових

Перша наукова праця зосереджена на одному з підходів до вивчення наднових — через радіоактивний елемент титан-44. Він утворюється під час вибуху зірки та зберігається ще довго після того, як наднова згасає, слугуючи своєрідним слідом події.

Дослідники отримали експериментальні дані, які дозволили оцінити, скільки титану-44 насправді утворюється в надновій. Виявилося, що такі космічні вибухи продукують приблизно на 35% більше цього елемента, ніж передбачали попередні розрахунки.

Завдяки цьому вчені тепер можуть будувати точніші комп’ютерні моделі наднових і порівнювати їх із астрономічними спостереженнями. Це має суттєво наблизити розуміння того, як саме розгортається вибух масивної зорі.

Постдокторант Крістофер Казінс (Christopher Cousins) з Університету Суррея зазначив, що ще кілька десятиліть тому такі вимірювання вважалися недосяжними, а тепер вони дають нове уявлення про одну з найбільших нерозв’язаних загадок астрофізики.

Тип I наднових і роль нікель-мідного циклу

Друга робота присвячена особливому типу зоряних вибухів — надновим типу I. Вони виникають, коли надщільна зоряна рештка, нейтронна зоря, «витягує» речовину з близької зорі-компаньйона.

Нейтронна зоря — це зоряний «труп» із масою приблизно від однієї до двох мас Сонця, стиснутою в кулю діаметром близько 20 кілометрів. Її гравітація настільки сильна, що, коли вкрадена зоряна речовина падає на поверхню, це запускає термоядерний вибух.

Під час таких вибухів утворюються важкі елементи й вивільняється колосальна енергія, частина якої проявляється у вигляді рентгенівських спалахів. Автори другої роботи з Лабораторії рідкісних ізотопних пучків (FRIB) у Мічигані детально вивчили ядерну реакцію, що запускає ці рентгенівські спалахи, точніше, ніж це було можливо раніше.

Це дозволило прояснити давню дискусію щодо так званого нікель-мідного циклу — тимчасового «захоплення» ядерної речовини під час вибуху. Довгий час було незрозуміло, чи справді частина матеріалу під час рентгенівських спалахів потрапляє в цей цикл.

Нові результати показують, що таке захоплення відбувається, але лише в невеликих кількостях. Це дає чіткіше уявлення про те, як саме розвиваються наднові типу I та як у цих умовах синтезуються елементи.

Крок до розуміння походження хімічних елементів

Попри десятиліття досліджень, фізики досі не мають повної картини ядерних реакцій, що живлять найяскравіші зоряні вибухи у Всесвіті. Нові вимірювання титану-44 та уточнення ролі нікель-мідного циклу допомагають заповнити ці прогалини.

За словами Ґевіна Лотея (Gavin Lotay) з Університету Суррея, ці дві роботи дають значно ясніше уявлення про те, як відбуваються такі вибухи. Це дозволяє точніше порівнювати теоретичні моделі з астрономічними спостереженнями та наближає науку до відповіді на запитання, як у Всесвіті створюються й розповсюджуються хімічні елементи.

Обидві статті були опубліковані в липневому випуску журналу Physical Review Letters.

Наука