Ученые анализируют досолнечные зерна, это проливает
свет на природу звездных взрывов и происхождение химических
элементов, - пишет eurekalert.org.
Анализ содержания метеоритов сыграл решающую роль в расширении
наших знаний о происхождении и эволюции нашей Солнечной системы.
Некоторые метеориты также содержат частицы звездной пыли. Эти
зерна предшествовали формированию нашей солнечной системы и
теперь дают важную информацию о том, как формировались элементы
во Вселенной.
Работая в сотрудничестве с международной командой, ядерные физики
Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США
сделали ключевое открытие, связанное с анализом «досолнечных
зерен», обнаруженных в некоторых метеоритах. Это открытие имеет
значение для понимания природы звездных взрывов и происхождения
химических элементов. Оно также дарит новый метод астрономических
исследований.
«Крошечные досолнечные зерна размером около одного микрона - это
остатки звездных взрывов в далеком прошлом, задолго до того, как
существовала наша солнечная система», - сказал Дариуш Севериняк -
экспериментальный ядерный физик из отдела физики Аргонны.
Звездный мусор от взрывов в конечном итоге вклинился в метеориты,
которые врезались в Землю.
«В свою очередь, мы смогли вычислить соотношения различных
изотопов серы, образующихся при взрывах звезд, что позволит
астрофизикам определить, имеет ли конкретное досолнечное зерно
новое или сверхновое происхождение», - добавил Дариуш Севериняк.
Основные звездные взрывы бывают двух типов. Одна, называемая
«новая», представляет собой двойную звездную систему, главная
звезда которой вращается вокруг белого карлика - чрезвычайно
плотной звезды, которая может быть размером с Землю, но иметь
массу нашего Солнца. Вещество главной звезды постоянно уносится
белым карликом из-за его интенсивного гравитационного поля. Этот
осажденный материал вызывает термоядерный взрыв каждые 1 000–100
000 лет, и белый карлик выбрасывает в межзвездное пространство
массу, эквивалентную более чем тридцати Земным шарам. В
«сверхновой» одна схлопывающаяся звезда взрывается и выбрасывает
большую часть своей массы.
Новая и сверхновая являются источниками наиболее частых и сильных
извержений звезд в нашей Галактике, и по этой причине они
десятилетиями были предметом интенсивных астрономических
исследований. От них многое узнали, например, о происхождении
более тяжелых элементов.
«Новый способ изучения этих явлений - это анализ химического и
изотопного состава досолнечных зерен в метеоритах, - пояснил
Севериняк. - Особое значение для наших исследований имеет
специфическая ядерная реакция, которая происходит в новой и
сверхновой - захват протона на изотопе хлора, - которую мы можем
только косвенно изучить в лаборатории».
При проведении своих исследований команда впервые применила новый
подход к исследованиям астрофизики. Была использована система
слежения за энергией гамма-лучей в луче (GRETINA), соединенная с
анализатором массы фрагментов в аргонской тандемной ускорительной
системе линейного ускорителя (ATLAS) в пользовательском центре
Министерства энергетики США по ядерной физике. GRETINA - это
современная система обнаружения, способная отслеживать путь
гамма-излучения, испускаемого в результате ядерных реакций. Это
одна из двух таких систем в мире.
Используя GRETINA, команда завершила первое подробное
исследование гамма-спектроскопии астрономически важного ядра
изотопа аргона-34. По этим данным они рассчитали скорость ядерной
реакции, включающей захват протона на изотоп хлора (хлор-33).
«В свою очередь, мы смогли рассчитать соотношения различных
изотопов серы, образующихся при взрывах звезд, что позволит
астрофизикам определить, имеет ли конкретное досолнечное зерно
новое или сверхновое происхождение», - сказал Севериняк. Команда
также применила полученные данные, чтобы глубже понять синтез
элементов при звездных взрывах.
Команда планирует продолжить свои исследования с GRETINA в рамках
всемирных усилий по достижению всестороннего понимания
нуклеосинтеза элементов при звездных взрывах.
[Фото: eurekalert.org]
