Сегодня звезды и планетарные тела содержат следы этих элементов,
которые сформировались из газов. В течение прошлых 50 лет ученые
анализировали звезды различных возрастов с помощью давно разработанной
«Диаграммы развития химических элементов во Вселенной», чтобы
идентифицировать астрофизические явления, которые стали причиной их
образования.
Недавно команда исследователей из Массачусетского технологического
института впервые обнаружила теллур в трех древних звездах.
Исследователи нашли следы этого хрупкого полупроводящего элемента,
который очень редок на Земле, в звездах, которым почти 12 миллиардов
лет. Открытие доказывает концепцию того, что теллур, как и еще более
тяжелые элементы периодической таблицы, вероятно, произведены в ходе
взрыва сверхновой звезды редкого типа во время процесса быстрого
ядерного синтеза.
«Мы хотим понять эволюцию теллура от Большого взрыва до сегодняшнего
дня, - говорит Анна Фребель, старший преподаватель астрофизики в
Массачусетском технологическом институте и соавтор исследования. -
Здесь, на Земле, источниками всего являются углерод и различные другие
элементы, и мы хотим понять, как на Земле появлялся теллур, где
начинается его природа».
Редкий элемент найден в ореоле Млечного Пути
Команда проанализировала химический состав трех ярких звезд, которые
находятся на расстоянии от Земли в несколько тысяч световых лет, «в гало
Млечного Пути», говорит Фребель. Исследователи смотрели на данные,
полученные с помощью спектрографа космического телескопа «Хаббл»,
инструмента, который расщепляет свет от звезды на спектр длин волны.
Если элемент присутствует в звезде, атомы этого элемента поглощают
звездный свет в определенных длинах волны; ученые могут наблюдать это
поглощение через отклонения в данных, полученных от спектрографа.
Фрагмент периодической таблицы элементов. Теллур (фото sciencedaily.com)
Фребель и ее коллеги обнаружили колебания в ультрафиолетовой области
спектра - в длине волны, которая соответствовала поглощению
естественного света теллура, что является свидетельством того, что этот
элемент действительно существует в космосе и образовался, вероятно,
более 12 миллиардов лет назад, в то время когда сформировались все три
звезды, которые исследуются учеными.
Исследователи также сравнили содержание теллура и других тяжелых
элементов, для примера, бария и стронция, и обнаружили, что соотношение
элементов одинаково во всех трех звездах. Фребель говорит, что такое
соответствие поддерживает теорию «синтеза химических элементов»: а
именно то, что редкий тип сверхновой звезды, возможно, инициировал
создание наиболее тяжелых элементов, располагающихся в нижней половине
периодической таблицы, включая теллур.
Никаких обычных сверхновых
Согласно теоретическим предсказаниям, элементы, более тяжелые, чем
железо, возможно, сформировались в процессе разрушения ядра сверхновой
звезды, когда атомные ядра столкнулись с огромным количеством нейтронов в
процессе ядерного синтеза. В течение 50 лет астрономы и ядерные физики
моделировали этот процесс, названный процессом r, их цель в том, чтобы
воссоздать космическую историю элементов.
Команда Фребель обнаружила, что соотношение тяжелых элементов,
наблюдаемых в этих трех звездах, соответствовало предсказаниям
теоретических моделей. Результаты, говорит исследователь, подтверждают
теорию того, что более тяжелые элементы, вероятно, сформировались в
процессе взрыва редкой, чрезвычайно быстрой сверхновой звезды.
«Вы можете зарегистрировать железо и никель в любой обычной сверхновой
звезде, где угодно во Вселенной, - говорит Фребель. - Но эти тяжелые
элементы, кажется, можно найти только в определенных сверхновых звездах.
Если мы добавим больше элементов к наблюдаемым элементным образцам, мы
сможем понять астрофизические процессы и условия среды, необходимые для
процесса образования этих элементов».
Дженнифер Джонсон, профессор астрономии в Университете Огайо, говорит,
что теллур было очень сложно обнаружить, так как он поглощает свет в
ультрафиолетовом спектре и наземными телескопами его зарегистрировать
невозможно. Результаты команды, говорит ученая, являются первым шагом в
идентификации самых «неуловимых» элементов во Вселенной.
Фребель продолжает поиск тяжелых элементов в космосе. На очереди селен и олово.
Ученые опубликовали результаты своего исследования в издании Astrophysical Journal Letters.
|