Астрономы продолжают исследовать происхождение элементов во Вселенной, большинство из которых образуется в результате взрыва суперновых. Эти погибшие звезды и другие экстремальные астрофизические явления являются источником космической пыли, из которой формируются планеты и даже жизнь, какой мы её знаем. Однако многие аспекты этого процесса до сих пор остаются загадкой.
Одним из методов изучения этой темы является анализ пресолнечных зёрен — частиц, образовавшихся задолго до рождения Солнца. Эти зёрна обладают уникальной «изотопной подписью», которая помогает разобраться в их истории. Часть их может быть выброшена из древних звёздных систем, а часть образована из остатков сверхновых и при столкновениях звёзд.
Прежде пресолнечные зёрна изучались исключительно в метеоритах, но благодаря миссиям, таким как Stardust, и наблюдениям через радиотелескопы, в частности ALMA, астрономы теперь могут исследовать их как в лабораториях, так и в открытом космосе.
Недавнее исследование, представленное на сервере препринтов arXiv, сравнивает эти два подхода, уделяя особое внимание влиянию сверхновых. Учёные пришли к выводу, что сбор пресолнечных зёрен имеет ключевое значение для понимания их истоков.
К примеру, сверхновые типа II, известные как сверхновые с коллапсом ядра, создают титан-44, который является нестабильным изотопом. По мере распада этот изотоп может стать источником кальция-44 в пресолнечных зёрнах. Тем не менее, зёрна из молодых звёздных систем также могут содержать кальций-44. В первом случае образование зёрен начинается с титана, который затем распадается в кальций, а во втором сформировавшиеся зёрна уже изначально включают кальций.
«Мы не можем различить их, просто глядя на соотношения изотопов. Нужно изучать точное распределение кальция-44 внутри зерна», — отметил один из авторов работы. Похожие проблемы возникают и с изотопами кремния и хрома.
Используя наномасштабную вторичную ионную масс-спектрометрию (NanoSIMS), учёные смогли различить происхождение зёрен, обнаруженных в метеоритах.
«Необходимо провести ещё множество исследований, чтобы выяснить происхождение пресолнечных зёрен, которые мы собираем. Но чем лучше мы понимаем частицы, найденные на Земле, тем глубже сможем заглянуть в процессы формирования элементов в недрах массивных звёзд», — добавил другой автор исследования.
Источник: iXBT
