Счастье стоматолога. Что общего между вашими зубами и галактикой в далеком космосе
Научпоп11 ноября 2021, 20:03
«Вы все — звездная пыль. Вас не было бы здесь, не взорвись звезды, ведь химические элементы — углерод, азот, кислород, железо, все, что необходимо для эволюции и жизни, — не были созданы в начале времён. Звезды погибли, чтобы вы могли находиться здесь и сейчас» — эта поэтическая цитата американского астрофизика Лоуренса Краусса, произнесенная им на конференции, организованной Международной ассоциацией атеистов в 2009 году, идеально подходит как эпилог к какой-нибудь научно-фантастической или образовательной книге про космос.
Однако самое интересное в ней то, что это — чистейшая правда. Буквально каждый элемент из нашего тела можно найти во Вселенной. И мы снова в этом убедились.
Исследователи из Европейской южной обсерватории обнаружили фтор в больших газовых облаках далекой галактики, который сформировался, когда нашей Вселенной было всего 1,4 млрд лет. Это открытие поможет ученым понять, как этот элемент формируется в космосе, а также лучше оценить весь жизненный цикл древних звезд.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Исследователи подробно рассказали о своем открытии в исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy.
Как было совершено открытие
Ученые наблюдали за галактикой NGP-190387 в очень отдаленной части Вселенной. Свету, исходящему от галактики, потребовалось бы 12 млрд лет, чтобы достичь Земли.
Для исследования они использовали Атакамскую большую решетку миллиметрового диапазона — комплекс из 66 радиотелескопов, расположенный в пустыне Атакама в Чили.
Однако это был не единственный телескоп, который использовали ученые — другой был предоставлен им самим космосом. Речь о гравитационном линзировании — эффектом, который позволяет нам наблюдать за далекими галактиками, до которых обычные телескопы достать не смогут.
Эффект возникает, когда между Землей и целевым объектом наблюдения находится какой-нибудь массивный объект, который своим гравитационным полем искривляет свет небесного тела, находящегося за ним. Таким образом, гравитация этого массивного объекта выступает в роли линзы — такого себе «естественного телескопа».
Черная дыра проходит напротив галактики и искривляет исходящий от нее свет.
Именно этот способ лучше всего подходит для изучения самых древних звезд и галактик, ведь, таким образом, мы можем «достать» до тех объектов, что существовали в самой ранней Вселенной.
Что увидели ученые
Фтор был обнаружен в газовых облаках галактики NGP-190387 в виде фтороводорода. Галактика расположена в 12 млрд световых годах от нашей планеты — практически в ранней Вселенной, когда ей не было и 2 млрд лет. Представляете, насколько далеко оказался элемент, который постоянно присутствует в наших зубах и костях? Например, расстояние от Земли до Солнца составляет 0,00001581 светового года (около 150 млн км).
Это одно из первых открытий фтора за пределами Млечного Пути и соседних галактик. Ранее астрономы находили следы этого элемента в далеких квазарах, однако еще ни разу его не обнаруживали в галактике, образующей звезды, на столь раннем этапе истории Вселенной.
Ученые подозревают, что он там появился как практически каждый элемент во Вселенной — в результате взрыва сверхновой. Конкретно этот образец был создан, когда наш мир был еще совсем молодым — около 1,4 млрд лет. Ученые фактически обнаружили самый древний и далекий фтор во Вселенной.
«Мы все знакомы со фтором, ведь зубная паста, которой мы пользуемся ежедневно, содержит его в виде фторида. Однако мы не имели представления, какие именно звезды производят его!», — говорит астрофизик Максимилиан Франко из британского Университета Хартфордшира.
Однако теперь у них есть главный подозреваемый. Это звезды Вольфа-Райе — массивные, горячие и очень яркие. Франко шутит, что мы должны быть благодарными этим звездам за здоровье наших зубов.
Загадка в том, что звездам в галактике NGP-190387 потребовалось всего лишь несколько десятков или сотен миллионов лет, чтобы достичь того же уровня содержания фтора, как и звезды Млечного Пути — галактике, которой около 13,5 млрд лет. Причем сами звезды, образовавшие фтор, просуществовали относительно недолго, взорвавшись, когда Вселенной было около 1,4 млрд лет.
Дальнейшие исследования NGP-190387 с помощью Чрезвычайно Большого Телескопа, который строится в Чили и запустится ближе к концу десятилетия, должны помочь разрешить этот вопрос.