|
Некоторые недостающие элементы жизни на Земле
|
|
|
|
Понимание реальности нашего существования является, в некотором смысле, конечной целью всех научных исследований. Однако на этот вопрос есть много разных ответов, каждый из которых разрабатывается в своих научных областях. Биологи исследуют, как одноклеточные организмы в конечном итоге эволюционировали в людей, физики исследуют глубины нашей реальности на квантовом уровне, а нейробиологи пытаются разобраться в сложном наборе нейронов и синапсов, которые каким-то образом порождают субъективное сознание.
|
|
|
|
Астрофизики, с другой стороны, исследуют начало всего сущего — образование Вселенной, галактики, Солнца и (в конечном счете) самой нашей планеты. Когда дело доходит до формирования пригодных для жизни планет, ученые могут легко проследить связь таких элементов, как кислород, углерод и неон, с определенной эпохой жизни звезды.
|
|
|
|
Однако другие важные элементы для формирования планет и жизни на Земле — в частности, хлор и калий — определить сложнее. Это связано с тем, что из-за их атомной структуры (оба элемента имеют нечетное число протонов) их эмиссионные линии при рентгеноструктурном анализе выглядят более слабыми. И из всего количества этих элементов, обнаруженных во Вселенной, только одна десятая образуется в звездах. Нам не хватает большого количества данных по этим важнейшим элементам.
|
|
|
|
|
|
|
К счастью, миссия НАСА по рентгеновской визуализации и спектроскопии, или XRISM (произносится “crism”), которая была первоначально запущена в сентябре 2023 года, располагает достаточным набором инструментов для расследования этой тайны. И, как подробно описано в новом исследовании, опубликованном коллаборацией XRISM в журнале Nature Astronomy, команда направила свой рентгеновский космический телескоп нового поколения на знаменитый остаток сверхновой Кассиопеи A (Cas A). В этих звездных обломках, расположенных на расстоянии 11 000 световых лет от Земли, они обнаружили элементарную золотую жилу - изобилие элементов, скрытых от прошлых наблюдений.
|
|
|
|
“Кажется, что звезды тихо мерцают в ночном небе, но они активно вырабатывают материалы, которые формируют планеты и обеспечивают жизнь в том виде, в каком мы ее знаем”, - сказал Тошики Сато, астрофизик из Университета Мэйдзи в Токио и соавтор исследования, в заявлении для прессы НАСА. “Теперь, благодаря рентгенографическому исследованию, у нас есть лучшее представление о том, когда и как звезды могут образовывать важные, но труднодоступные элементы”.
|
|
|
|
По данным НАСА, предыдущие исследования Cas A с использованием рентгеновской обсерватории "Чандра" обнаружили следы железа, кремния, серы и других элементов, но не калия и хлора - по крайней мере, в количествах, необходимых для объяснения формирования планет и самой жизни. Чтобы рассмотреть его поближе, ученые воспользовались встроенным в XRISM прибором Resolve, который содержит микрокалориметр, способный обеспечивать разрешение на порядки выше, чем у предыдущих рентгеновских детекторов (в видео выше объясняется, как это работает).
|
|
|
|
Благодаря этому увеличенному разрешению стали видны слабые линии, создаваемые элементами с нечетным Z-образием. Они также обнаружили, что эти элементы были в основном сосредоточены в юго-восточной и северной частях остатка, что потенциально указывает на то, что звезда имела асимметрию до того, как взорвалась.
|
|
|
|
“Возможность проводить измерения этих редких элементов с хорошей статистической точностью действительно помогает нам понять процесс ядерного синтеза, который происходит в звездах до и во время образования сверхновых”, - сказал Пол Плюцински, соавтор исследования из Гарварда, в пресс-релизе НАСА. “Мы подозревали, что ключевой частью может быть асимметрия, и теперь у нас есть больше доказательств того, что это так. Но мы все еще многого не понимаем в том, как звезды взрываются и распределяют все эти элементы по космосу”.
|
|
|
|
Как это часто бывает, когда разгадывается одна тайна, связанная с нашим космическим происхождением, ее место быстро занимает другая.
|
|
|
|
Источник
|
