Почему Вселенная потеряла литий ?

Автор:
penrosa
Печать
дата:
6 июня 2015 13:39
Просмотров:
1851
Комментариев:
3
Почему Вселенная потеряла литий ?


Возможно, вы слышали фразу «вы созданы из звездной пыли» — и это правда. Многие из частиц, составляющих ваше тело, и мир вокруг вас, были образованы внутри звезд миллиарды лет назад. Но есть некоторые материалы, которые сформировались в самом начале, после рождения Вселенной.

Некоторые астрономы считают, что они появились всего через несколько минут после Большого Взрыва. Самые распространенные элементы во Вселенной это водород и гелий, и очень малое количество такого химического вещества как литий.

Астрономы могут с небольшой точностью определить, сколько лития было в молодой Вселенной. Для этого нужно исследовать самые старые звезды. Но полученные результаты не совпадают – в старых звездах оказалось в 3 раза меньше лития, чем ожидалось обнаружить! Причина этой загадки пока неизвестна.

Давайте разберемся подробнее …



Строго говоря, при нынешнем уровне наших наблюдений ошибки быть не должно: лития очень мало. Ситуация однозначно намекает на какую-то новую физику, неизвестный нам процесс, имевший место сразу после Большого взрыва.

Самое свежее исследование на эту тему затронуло наименее изменившиеся после Большого взрыва регионы — атмосферы старых звёзд, находящихся на периферии Млечного Пути. Поскольку они изолированы от ядра, где литий может нарабатываться, вероятность позднего загрязнения, влияющего на результаты, должна быть крайне мала. В их атмосферах лития-7 обнаружено всего около трети от уровня, предсказанного моделированием. Причины? Одно из предложенных объяснений: он утонул. Литий из атмосферы звёзд просто начал тонуть в веществе светил, постепенно добираясь до их недр. Поэтому его и не видно в их атмосферах.

Почему Вселенная потеряла литий ?


Строго говоря, при нынешнем уровне наших наблюдений ошибки быть не должно: лития очень мало. Ситуация однозначно намекает на какую-то новую физику, неизвестный нам процесс, имевший место сразу после Большого взрыва.

Самое свежее исследование на эту тему затронуло наименее изменившиеся после Большого взрыва регионы — атмосферы старых звёзд, находящихся на периферии Млечного Пути. Поскольку они изолированы от ядра, где литий может нарабатываться, вероятность позднего загрязнения, влияющего на результаты, должна быть крайне мала. В их атмосферах лития-7 обнаружено всего около трети от уровня, предсказанного моделированием. Причины? Одно из предложенных объяснений: он утонул. Литий из атмосферы звёзд просто начал тонуть в веществе светил, постепенно добираясь до их недр. Поэтому его и не видно в их атмосферах.

Почему Вселенная потеряла литий ?


Хуже того, новая работа Мигеля Пато из Мюнхенского технического университета (Германия) и Фабио Йокко (Fabio Iocco) из Стокгольмского университета (Швеция) показала, что не только сверхмассивные чёрные дыры в ядрах галактик, но и самые обычные (и более многочисленные) ЧД звёздного происхождения должны генерировать литий в своих аккреционных дисках, причём весьма интенсивно.

Теперь же получается, что практически каждый микроквазар (попросту система ЧД — аккреционный диск) должен создавать литий. А ведь теоретически их должно быть намного больше, чем СМЧД, отмечает Мигель Пато.

Словом, ясности в этом вопросе пока нет. Кристофер Хок, к примеру, предполагает, что сразу после Большого взрыва во Вселенной могли идти какие-то экзотические с физической точки зрения реакции, в которых участвовали частицы тёмной материи, и они подавляли образование лития. Это могло бы объяснить то, что в Малом Магеллановом Облаке лития оказалось больше, чем в нашей Галактике: карликовые галактики, к которым относится ММО, должны были менее активно притягивать тёмную материю в ранней Вселенной. А значит, и эти гипотетические реакции меньше влияли на концентрацию лития в них. Проверить эту идею г-н Хок намерен при помощи более углубленного изучения Малого Магелланова Облака…

Почему Вселенная потеряла литий ?


До сих пор мы могли искать литий только в ближайших к нам звездах нашей Галактики. И вот группа астрономов смогла определить уровень содержания лития в звездном скоплении за пределами нашей Галактики.

У звёздного скопления Мессье 54 есть секрет — оно не принадлежит Млечному Пути, и является частью спутниковой галактики – карликовой эллиптической галактики в Стрельце. Такое расположение скопления позволило ученым проверить так же ли мало содержания лития в звездах, находящихся за пределами Млечного Пути.

В окрестностях Млечного Пути находится более 150 шарообразных звездных скоплений, которые состоят из сотен тысяч древних звезд. Одно из таких скоплений, наряду с другими в созвездии Стрельца, было обнаружено в конце 18 века французским ученым «охотником за кометами» Чарльзом Мессье, и носит его имя Мессье 54.

Более двух столетий ученые ошибочно полагали, что М54 является таким же скоплением, как все остальные во Млечном Пути, но в 1994 году было обнаружено, что это звездное скопление относится к другой галактике – карликовой эллиптической галактике в Стрельце. Было также установлено, что этот объект находится на расстоянии 90 000 световых лет от Земли, а это более чем в три раза больше, чем расстояние между Солнцем и центром галактики.

В данный момент астрономы наблюдают за М54 с помощью телескопа VLT Survey, пытаясь решить один из самых загадочных вопросов современной астрономии, касающийся наличия лития в звездах.

Почему Вселенная потеряла литий ?

На этом снимке Вы видите не только сам кластер,
но и очень густой передний план, состоящий из звёзд
Млечного Пути. Фото ESO.


Раньше астрономы имели возможность определить содержание лития только в звездах Млечного Пути. Однако, теперь исследовательская команда под руководством Алессио Муккиарелли (Alessio Mucciarelli) из Болонского Университета использовали VLT Survey для того, чтобы измерить содержание лития во внегалактическом звёздном скоплении М54. Исследование показало, что количество лития в старых звёздах М54 не отличается от звёзд Млечного Пути. Поэтому, куда бы не пропал литий, Млечный Путь здесь совершенно не причем.

Почему Вселенная потеряла литий ?

металлический литий


Литий — самый лёгкий металл, в 5 раз легче алюминия. Свое название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень). Название было предложено Берцелиусом. Это один из трёх элементов (помимо водорода и гелия), который образовался в эпоху первичного нуклеосинтеза после Большого Взрыва, ещё до рождения звёзд. С тех пор его концентрация во Вселенной практически не меняется.

Литий по праву можно назвать важнейшим элементом современной цивилизации и развития технологий. В прошлом и позапрошлом веках критериями развития индустриальной и экономической мощи государств были показатели производства важнейших кислот и металлов, воды и энергоносителей. В 21-м веке литий прочно и надолго вошел в список таких показателей. Сегодня литий имеет исключительно важное экономическое и стратегическое значение в развитых индустриальных странах.

Почему Вселенная потеряла литий ?


Изучая новую звезду Nova Delphini 2013 (V339 Del), астрономы смогли обнаружить химического предшественника лития, произведя таким образом первые прямые наблюдения процессов образования третьего по счету элемента периодической таблицы — которые прежде предполагались лишь теоретически.

«До сих пор у ученых не было прямых подтверждений наблюдениями образования лития в новых звездах, однако после проведения нашего исследования, мы можем утверждать, что такие процессы имеют место», — сказал главный автор новой научной работы Акито Таитсу из Национальной обсерватории Японии.

Взрывы новых звезд происходят, когда в тесной двойной звездной системе материя перетекает от одной из составляющих её звезд на поверхность звезды-компаньона — белого карлика. Неконтролируемая термоядерная реакция вызывает резкий всплеск светимости звезды, что, в свою очередь, приводит к образованию более тяжелых, чем водород и гелий, элементов, присутствующих в значительных количествах внутри большинства звезд Вселенной.

Одним из химических элементов, образующихся в результате такого взрыва, является широко распространенный изотоп лития Li-7. В то время как большая часть тяжелых химических элементов формируется в ядрах звезд и во взрывах сверхновых, Li-7 является слишком хрупким элементом, не выдерживающим высокие температуры, поддерживающиеся в большинстве звездных ядер.

Некоторая часть лития, присутствующая во Вселенной, образовалась в результате Большого Взрыва. Кроме того, некоторые количества лития могли образоваться в результате взаимодействия космических лучей с звездами и межзвездным веществом. Однако эти процессы не объясняют слишком больших количеств лития, присутствующих во Вселенной на сегодняшний день.

В 1950-е гг. ученые предположили, что литий во Вселенной может образовываться из изотопа бериллия Be-7, который формируется у поверхности звезд и может быть перенесен в космическое пространство, где снижается воздействие высоких температур на материал, и вновь образующийся литий остается в стабильном состоянии. Однако до сегодняшнего дня наблюдения с Земли лития, образовавшегося близ поверхности звезды, представляли собой довольно трудную задачу.

Таитсу и его команда использовали для своих наблюдений телескоп Subaru, расположенный на Гаваях. За время наблюдений команда отчетливо зафиксировала, как нуклид Be-7, имеющий период полураспада 53 дня, превращался в Li-7.


1 не понравился
20 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Bill_Gilbert
Дата:
(6 июня 2015 20:57)
#1
металл серебристо-белого цвета ...
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
Landskneht
Дата:
(6 июня 2015 21:52)
#2
Платина?
Москва [ссылка]
0 / 2
 
 
 
 
 
 
Barret
Дата:
(7 июня 2015 00:11)
#3
Цитата: Bill_Gilbert
металл серебристо-белого цвета ...

Мягкий, как пластилин. Я из лития формочки для эксперимента делал. Руками.
Просто пальцами из бруска сделал ванночки. Руки конечно в перчатках и в камере с наддувом азотом, чтобы металл не окислялся.
Томск [ссылка]
2 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх