Щастя стоматолога. Що спільного між вашими зубами та галактикою у далекому космосі
Наукпоп11 листопада 2021, 20:03
«Ви всі — зоряний пил. Вас не було б тут, якби не вибухнула зірка, адже хімічні елементи — вуглець, азот, кисень, залізо, все, що необхідно для еволюції та життя, — не було створено одразу. Зірки загинули, щоб ви могли перебувати тут і зараз» — ця поетична цитата американського астрофізика Лоуренса Крауса, яку він виголосив на конференції, організованій Міжнародною асоціацією атеїстів у 2009 році, ідеально підходить як епілог до якоїсь науково-фантастичної чи освітньої книги про космос.
Однак найцікавіше в ній те, що це чиста правда. Буквально кожен елемент нашого тіла можна знайти у Всесвіті. І ми знову переконалися в цьому.
Дослідники з Європейської південної обсерваторії виявили фтор у великих газових хмарах далекої галактики, який сформувався, коли нашому Всесвіту було лише 1,4 млрд років. Це відкриття допоможе вченим зрозуміти, як цей елемент формується у космосі, а також краще оцінити весь життєвий цикл давніх зірок.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Дослідники докладно розповіли про своє відкриття у дослідженні, опублікованому в журналі Nature Astronomy.
Як було зроблено відкриття
Вчені спостерігали за галактикою NGP-190387 у дуже віддаленій частині Всесвіту. Світлу, що виходить від галактики, знадобилося б 12 млрд років, щоб досягти Землі.
Для дослідження вони використовували Атакамську велику решітку міліметрового діапазону — комплекс із 66 радіотелескопів, розташований у пустелі Атакама в Чилі.
Однак це був не єдиний телескоп, який використовували вчені, — інший був наданий ним самим космосом. Ідеться про гравітаційне лінзування — ефект, який дозволяє нам спостерігати за далекими галактиками, до яких звичайні телескопи дістати не зможуть.
Ефект виникає, коли між Землею та цільовим об'єктом спостереження знаходиться якийсь масивний об'єкт, який своїм гравітаційним полем викривляє світло небесного тіла, що перебуває за ним. Таким чином, гравітація цього масивного об'єкта слугує як лінза — такий собі природний телескоп.
Чорна діра проходить навпроти галактики і викривляє світло, що виходить від неї.
Саме цей спосіб найкраще підходить для вивчення найдавніших зірок та галактик, адже таким чином ми можемо «дістати» до тих об'єктів, що існували в ранньому Всесвіті.
Що побачили вчені
Фтор виявили у газових хмарах галактики NGP-190387 у вигляді фтороводню. Галактика розташована за 12 млрд світлових років від нашої планети — практично в ранньому Всесвіті, коли їй не було і 2 млрд років. Уявляєте, наскільки далеко виявився елемент, який постійно присутній у наших зубах та кістках? Наприклад, відстань від Землі до Сонця становить 0,00001581 світлового року (близько 150 млн км).
Це одне з перших відкриттів фтору за межами Чумацького Шляху та сусідніх галактик. Раніше астрономи знаходили сліди цього елемента в далеких квазарах, проте ще жодного разу його не виявляли в галактиці, що утворює зірки, на такому ранньому етапі історії Всесвіту.
Вчені припускають, що він там з’явився як практично кожен елемент у Всесвіті — внаслідок вибуху наднової. Саме цей зразок створено, коли наш світ був ще зовсім молодим — близько 1,4 мільярда років. Вчені фактично виявили найдавніший і далекий фтор у Всесвіті.
«Нам усім відомий фтор, адже зубна паста, якою ми користуємося щодня, містить його у вигляді фториду. Однак ми не мали уявлення, які саме зірки виробляють його!», — каже астрофізик Максиміліан Франко з британського Університету Хартфордширу.
Однак тепер вони мають головного підозрюваного. Це зірки Вольфа-Райє - масивні, гарячі та дуже яскраві. Франко жартує, що ми маємо бути вдячними цим зіркам за здоров’я наших зубів.
Загадка в тому, що зіркам у галактиці NGP-190387 знадобилося лише кілька десятків або сотень мільйонів років, щоб досягти того ж рівня вмісту фтору, як і зірки Чумацького Шляху — галактиці, якій близько 13,5 млрд років. Причому самі зірки, що утворили фтор, проіснували відносно недовго, вибухнувши, коли Всесвіту було десь 1,4 млрд. років.
Подальші дослідження NGP-190387 за допомогою Надзвичайно Великого Телескопа, який будується в Чилі та запуститься ближче до кінця десятиліття, мають допомогти вирішити це питання.