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. 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.
|