Происхождение тяжёлых элементов, таких как золото и платина, – один из главных вопросов астрофизики. Группа учёных под руководством аспиранта по физике И Цю из Университета штата Пенсильвания (США) использовала новые методы моделирования, чтобы показать, что нейтрино оказывают ранее недооценённое, но потенциально решающее влияние на образование ценных металлов.

Нейтрино — это по сути безмассовые элементарные частицы, которые практически беспрепятственно проникают в вещество и существуют в трёх типах: электронном (νe), мюонном (νμ) и таонном (ντ). Они могут менять свой тип в процессе, называемом нейтринной осцилляцией. Согласно результатам моделирования, именно это преобразование изменяет условия внутри облака столкновения. Осцилляции определяют количество нейтрино, доступных для образования тяжёлых элементов. Учёт этого эффекта, как сообщает Science Daily, может привести к увеличению производства золота и платины до 10 раз.

Результаты открытия важны не только для понимания образования элементов. Осцилляции нейтрино также влияют на состав вещества, выбрасываемого при слиянии нейтронных звёзд. Это, в свою очередь, формирует сигналы, которые можно принимать на Земле. К ним относятся электромагнитное излучение, такое как гамма-всплески, но, возможно, и гравитационные волны. Более глубокое понимание этих сигналов критически важно для интерпретации будущих наблюдений с помощью таких инструментов, как LIGO, Virgo и планируемой обсерватории Cosmic Explorer.

И Цю, ведущий автор исследования, признаёт: «Мы ещё многого не знаем о теоретической физике этих нейтринных преобразований». Моделирование показывает, что осцилляции, если они происходят так, как предполагается, оказывают существенное влияние. Поэтому исследования в этой области всё ещё находятся в зачаточном состоянии. В то же время другие учёные изучают альтернативные источники тяжёлых элементов, такие как вспышки магнетаров.