Здесь рождаются новости.

«Звездная пыль» в метеоритах помогла ученым в изучении взрывных звезд

Что может быть общего между крошечными пылинками из карбида кремния, обнаруженными в метеоритах, и звездными системами старше Солнечной, в которых име

Что может быть общего между крошечными пылинками из карбида кремния, обнаруженными в метеоритах, и звездными системами старше Солнечной, в которых имеется пара стареющих звезд, готовых в любой момент взорваться?

Сотрудничество между двумя учеными из Университета штата Аризона – космохимиком Мэйтри Бозе и астрофизиком Самнером Старрфилдом из Школы исследования Земли и космоса – позволило обнаружить соответствующую связь и определить вид звездного взрыва, который привел к образованию зерен звездной пыли.

Их исследование недавно было опубликовано в издании Astrophysical Journal.

Микроскопические зерна карбида кремния, которые в тысячу раз меньше, чем средняя ширина человеческого волоса, были частью строительных материалов, использовавшихся в «строительстве» Солнца и планетарной системы. Сейчас же эти элементы, возникшие в результате вспышек новых звезд, представляющих собой повторяющиеся катастрофические взрывы некоторых типов белых карликов, обнаруживаются в примитивных метеоритах.

«Карбид кремния является одной из самых стойких частей, найденных в метеоритах», – отметила Бозе. «В отличие от других элементов, эти зерна звездной пыли сохранились без каких-либо изменений еще до того как зародилась Солнечная система».

Насильственное рождение

Звезда становится новой, когда у нее внезапно и многократно увеличивается яркость. Подобные объекты встречаются в звездных парах, где одна звезда представляет собой горячий, компактный остаток, называемый белым карликом, а другая – холодную гигантскую звезду, настолько большую, что ее внешняя атмосфера поставляет газ своему соседу. Когда на белом карлике накапливается достаточное количество газа, происходит термоядерный взрыв, и звезда становится новой.

Несмотря на огромную мощность взрыва, он не разрушает белого карлика или его спутника, поэтому новые могут взрываться снова и снова, постоянно выбрасывая в космос газ и пыль, образовавшиеся во время данного процесса. Затем частицы пыли сливаются с облаками межзвездного газа, становясь компонентами новых звездных систем.

Солнце и солнечная система сформировались около 4,6 миллиарда лет назад именно от такого межзвездного облака, засеянного пылевыми зернами от более ранних звездных взрывов. Почти все исходные зерна были израсходованы на создание солнца и планет, но крошечная доля этих элементов все же осталась. Сегодня эти частицы звездной пыли или пресолярные зерна могут быть зафиксированы в примитивных материалах звездной системы, таких как хондриты.

«Ключом, открывшим эту тайну для нас, стал изотопный состав зерен звездной пыли», – сообщила Бозе. Изотопы представляют собой разновидности химических элементов, которые имеют дополнительные нейтроны в своих ядрах. «Изотопный анализ позволил нам найти следы исходных материалов, из которых была сформирована солнечная система».

Она добавила: «Каждое зерно карбида кремния имеет отпечаток изотопного состава своей родительской звезды. Это позволяет нам понять, как были созданы данные элементы».

Бозе собрала данные о тысячах зернах и обнаружила, что почти все они естественно сгруппированы в три основные категории, каждая из которых относится к одному или другому типу звезд.

Но было около 30 зерен, звездное происхождение которых нельзя было отследить. В первоначальном анализе они были помечены как возможно происходящие от взрыва новых. Но так ли это на самом деле?

Создавая звездную пыль

Будучи астрофизиком-теоретиком, Старрфилд использует компьютерные вычисления и симуляции для изучения различных видов звездных взрывов. К ним относятся новые, рецидивирующие новые, рентгеновские вспышки и сверхновые.

Работая с другими астрофизиками, он разрабатывал компьютерную модель для объяснения выбросов материалов, замеченных в спектре новой звезды, обнаруженной в 2015 году. Затем он принял участие в коллоквиуме Бозе, проведенном до того, как она поступила на факультет.

«Я бы не стал заниматься этим, если бы не услышал выступление Майтреи, а затем обсудил с ней данный вопрос», – заявил специалист. Это углубило его понимание о взрывах новых в целом и о том, что могут рассказать пресолярные зерна о них.

Однако вскоре возникли трудности. «Поговорив с ней, я обнаружил, что наш первоначальный способ решения проблемы не согласуется ни с астрономическими наблюдениями, ни с ее результатами. Так что я должен был найти новый способ», – сказал Старрфилд,

Он обратился к многомерным исследованиям классических взрывов новых звезд и разработал совершенно иной метод проведения модельных расчетов.

Старрфилд сообщил, что существует два основных композиционных класса новых. «Одним из них является кислородно-неоновый класс, над которым я работаю в течение последних 20 лет. Другой – кислородно-углеродный класс, которому я не уделял много внимания». Новые звезды классифицируются по элементам, видимым в их спектрах.

«Во время взрыва кислородно-углеродный тип образует много пыли», – заявил Старрфилд. «К тому же взрыв новой проникает в углеродно-кислородное ядро белого карлика, превращая все эти улучшенные и обогащенные элементы в зону с высокими температурами». Это, по его словам, может привести к еще большому взрыву.

Расчеты Старрфилда помогли сделать предсказания для 35 изотопов, включая углерод, азот, кремний, серу и алюминий, которые могут быть образованы выбросами углеродно-кислородных новых звезд. Затем Бозе и Старрфилд сравнили прогнозы с опубликованными составами зерен карбида кремния.

В итоге они получили несколько неожиданные результаты. Бозе сообщила: «Мы обнаружили, что только пять из 30 зерен могли появиться из новых звезд».

Хоть это и может показаться неутешительным результатом, однако ученые на самом деле остались довольны им. «Теперь нам нужно найти объяснение составам зерен, которые не были получены в результате вспышек новых. Это означает, что есть совершенно новый звездный источник или даже источники, которые мы можем обнаружить в будущем», – добавила ученый.

«Мы также обнаружили, что астрономические наблюдения, компьютерное моделирование и высокоточные лабораторные измерения зерен звездной пыли – все это необходимо для понимания эволюции звезд. И это именно та междисциплинарная наука, в которой выделяется наша школа», – заявила Бозе.

Новости по теме:

  1. В Сибири обнаружены хорошо сохранившиеся останки 40000-летнего волка
  2. Ученые случайно выяснили о способности эспрессо подавлять редкое генетическое заболевание
  3. Совы могут «перенастраивать» внутренние часы для улучшения психического самочувствия
  4. Три мероприятия общественного здравоохранения могут спасти 94 миллиона человек от преждевременной смерти

Новости партнёров: