В остатках сверхновых обнаружены ключевые элементы жизни

Анализ излучения, исходящего от Кассиопея А, позволил выявить характеристические линии химических элементов, в частности, фосфора

Анализ излучения, исходящего от Кассиопея А, позволил выявить характеристические линии химических элементов, в частности, фосфора
(иллюстрация NASA, Bon-Chul Koo/Seoul National University, Young-Hyun Lee, Dae-Sik Moon/UofT).

В Крабовидной туманности обнаружились ионы гидрида аргона

В Крабовидной туманности обнаружились ионы гидрида аргона
(фото NASA, ESA, J. Hester, A. Loll/Arizona State University).

Кассиопея А в представлении художника

Кассиопея А в представлении художника
(иллюстрация Mark A. Garlick/Dunlap Institute).

Анализ излучения, исходящего от Кассиопея А, позволил выявить характеристические линии химических элементов, в частности, фосфора
В Крабовидной туманности обнаружились ионы гидрида аргона
Кассиопея А в представлении художника

Если вся материя образовалась в момент Большого взрыва, а различные элементы синтезировались позднее, то всё, что составляет живые организмы, в том числе и людей, родилось вследствие мощных космических взрывов, таких как взрывы сверхновых.

Кассиопея А в представлении художника
(иллюстрация Mark A. Garlick/Dunlap Institute).

Этот вопрос учёные исследуют десятилетиями, но обнаружить прямое подтверждение тому, что в остатках сверхновых присутствуют ключевые элементы жизни, удаётся нечасто. Недавно в журнале Science вышли две научные статьи, рассказывающие о новейших исследованиях астрофизиков. Учёные обнаружили в туманностях, образовавшихся после вспышек сверхновой, аргон и фосфор — элементы, играющие ключевую роль в возникновении всего живого.

Жизнь, какой мы её знаем, зависит от сочетания многих элементов, главным образом углерода, азота, кислорода, серы и фосфора. Первые четыре элемента достаточно часто наблюдаются в облаках пыли и газа, оставшихся от звёздных взрывов, тогда как фосфор был обнаружен впервые.

В Крабовидной туманности обнаружились ионы гидрида аргона
(фото NASA, ESA, J. Hester, A. Loll/Arizona State University).

"Эти пять элементов имеют большое значение для жизни и образуются только во время взрывов массивных звёзд. Они разбросаны по всей нашей галактике, и когда звезда взрывается, элементы становятся частью других звёзд, планет и в конечном счёте людей", — говорит соавтор нового исследования Дэ-Сик Мун (Dae-Sik Moon).

Фосфор был обнаружен при наблюдении за остатком сверхновой Кассиопея А. По подсчётам учёных, о которых они сообщают в пресс-релизе университета Торонто, взрыв произошёл около 300 лет назад, что очень мало по космическим меркам.

Наблюдения за объектом производились с помощью спектрографа, установленного на пятиметровом телескопе в обсерватории Паломар (Palomar Observatory) в Калифорнийском технологическом институте. Подробное описание исследования − в статье, вышедшей в журнале Science.

Анализ излучения, исходящего от Кассиопея А, позволил выявить характеристические линии химических элементов, в частности, фосфора
(иллюстрация NASA, Bon-Chul Koo/Seoul National University, Young-Hyun Lee, Dae-Sik Moon/UofT).

Вторая статья, опубликованная в том же издании исследовательской группой из университетского колледжа Лондона (UCL), рассказывает об открытии ионов гидрида аргона, который синтезировался во время взрыва сверхновой, образовавшего Крабовидную туманность.

 

Крабовидная туманность впервые была описала китайскими и арабскими астрономами ещё 1054 году. С тех пор за ней наблюдало не одно поколение учёных, а новое исследование проводилось посредством анализа данных Космической обсерватории Европейского космического агентства "Гершель", недавно прекратившей свою работу.

Несмотря на то, что туманности можно разглядеть и в видимом свете, на самом деле, этот свет исходит от горячих газов внутри облака. А холодные пылевые участки туманности остаются невидимыми для оптических приборов (даже если они располагаются на переднем плане, их свечение слишком слабо).

По этой причине астрофизики наблюдали за Крабовидной туманностью в дальнем инфракрасном свете. Учёные составили схему расположения горячих и холодных участков, а также сделали несколько композиционных снимков. Помимо этого команда использовала данные прибора SPIRE, расположенного на борту обсерватории "Гершель", чтобы произвести спектроскопический анализ содержимого туманности.

"Рассматривать объект в инфракрасном диапазоне невероятно интересно. Именно такие данные позволяют нам определить молекулярный состав наблюдаемой туманности и понять некоторые свойства составных частиц. К примеру, если у вас есть два соединённых атома, они будут обращаться вокруг их общего центра масс. Скорость, с которой они могут вращаться, имеет строго определённую частоту, которую мы можем определить лишь посредством наблюдения в инфракрасном диапазоне", — поясняет ведущий автор исследования об аргоне Майкл Барлоу (Michael Barlow) из Университетского колледжа Лондона.

Когда определённые виды массивных звёзд выжигают свои запасы топлива, они взрываются и становятся сверхновыми звёздами. Смерть звезды, как правило, оставляет след в виде туманности медленно рассеивающегося газа, а также небольшое тело, которое можно назвать трупом светила — нейтронную звезду.

Как объясняют учёные в пресс-релизе, в Крабовидной туманности, ионы, вероятно, образовались из-за излучения нейтронной звезды, которое "зарядило" атомы аргона в туманности. Затем аргон связался с водородом и таким образом возникли ионы гидрида аргона.

"Наше открытие поистине удивительное, потому что никто не ожидал от благородного газа аргона образования молекул с водородом. Особенно интересно, что это произошло в жёстких условиях среды остатка сверхновой", — заключает Барлоу.

Также по теме:
Составлена первая трёхмерная модель взрыва сверхновой
На одной из звезд астрономы нашли кислород
Астрономы открыли сверхновую звезду ранее неизвестного типа
Астрономы разгадали тайну ярчайшего гамма-всплеска
Установлены причины загадочной космической катастрофы средних веков
Впервые столкновение галактик разглядели в рентгеновском диапазоне