В октябре 2019 года исследователи, анализировавшие столкновение двух нейтронных звезд, объявили, что им удалось увидеть, как именно они формируются. Учёные стали свидетелями быстрого процесса захвата нейтронов, иначе именуемого «r-процессом». Этот феномен теоретически был описан около 60 лет назад. Считалось, что он происходит только в самых экстремальных условиях, когда атомы бомбардируются огромным количеством нейтронов. Это позволяет ядру быстро захватывать их, опережая скорость естественного распада и образуя в результате тяжелые элементы. Но ещё недавно учёные не могли найти во Вселенной условия, при которых был бы возможен запуск r-процесса. Обнаружились они, в конце концов, внутри сливающихся нейтронных звезд.
Действительно, где ещё искать огромное количество нейтронов, как не здесь? Загвоздка, однако, в том, что ни у кого не было уверенности в наличии этих частиц внутри названных в их честь звёзд. Теоретически нейтронная звезда - это то, что остаётся после взрыва сверхновой. А именно ядро, плотность которого достаточно велика, чтобы сдавить протоны и электроны в нейтроны, но слишком мала, чтобы объект сжался в черную дыру. Но никаких подтверждений этой теории не существовало до 2017 года, когда обсерватории «LIGO» и «Virgo» обнаружили в одном из южных секторов небесной сферы сначала гравитационные волны, а спустя две секунды гамма-всплеск. Исследователи поняли, что имеют дело со слиянием нейтронных звезд. И с килоновой - взрывом, возникающим в результате этого грандиозного космического события.
К работе подключились другие телескопы. Они зондировали космос до тех пор, пока не обнаружили источник света, находившийся на расстоянии 130 миллионов световых лет от Земли. В этот момент за дело взялась «ESO» - Европейская южная обсерватория, которая в течение нескольких дней наблюдала за килоновой, изучая её в широком спектре от ультрафиолетового излучения до близкого к инфракрасному. Подобные наблюдения позволяют по характерному поглощению света обнаружить сигнатуры тех или иных химических элементов. Тяжелые элементы этим методом идентифицировать довольно непросто, так как их «отпечатки» рамазаны по десяткам миллионов спектральных линий. Учёным, однако, удалось обнаружить одну четкую сигнатуру на длине волны 810 нм.
Это означало, что исследователи стали свидетелями образования стронция - посредством быстрого захвата нейтронов. Немного удивительным здесь является то, что это один из самых лёгких элементов, рождающихся в результате r-процесса. Для этого требуется бомбардировка нейтронов со стороны нейтрино с высвобождением протонов и электронов. Обнаружение стронция показало, что килоновые порождают широкую гамму тяжелых элементов. Описанное исследование также подтвердило ранее существовавшие теории – что при слиянии нейтронных звёзд происходит r-процесс, и что в самих этих космических объектах действительно есть нейтроны.
