Чому Всесвіт втратила літій?

Можливо, ви чули фразу «ви створені з зоряного пилу» - і це правда

Можливо, ви чули фразу «ви створені з зоряного пилу» - і це правда. Багато з частинок, що складають ваше тіло, і світ навколо вас, були утворені всередині зірок мільярди років тому. Але є деякі матеріали, які сформувалися на самому початку, після народження Всесвіту.

Деякі астрономи вважають, що вони з'явилися всього через кілька хвилин після Великого Вибуху. Найпоширеніші елементи у Всесвіті це водень і гелій, і дуже мала кількість такої хімічної речовини як літій.

Астрономи можуть з низькою точністю визначити, скільки літію було в молодому Всесвіті. Для цього потрібно досліджувати найстаріші зірки. Але отримані результати не збігаються - в старих зірках виявилося в 3 рази менше літію, ніж очікувалося виявити! Причина цієї загадки поки невідома.

Давайте розберемося докладніше ...

Строго кажучи, при нинішньому рівні наших спостережень помилки бути не повинно: літію дуже мало. Ситуація однозначно натякає на якусь нову фізику, невідомий нам процес, який мав місце відразу після великого вибуху .

Найсвіжіша дослідження на цю тему торкнулося найменш змінилися після Великого вибуху регіони - атмосфери старих зірок, що знаходяться на периферії Чумацького Шляху. Оскільки вони ізольовані від ядра, де літій може напрацьовуватиметься, ймовірність пізнього забруднення, що впливає на результати, повинна бути вкрай мала. В їх атмосферах літію-7 виявлено всього близько третини від рівня, передбаченого моделюванням. Причини? Одне із запропонованих пояснень: він потонув. Літій з атмосфери зірок просто почав тонути в речовині світил, поступово добираючись до їх надр. Тому його і не видно в їхніх атмосферах.

Оцінки присутності літію в Малій Магеллановій Хмарі (червона точка), диску нашої Галактики (ліловий) і її периферії (синій) (тут і нижче ілюстрації Christopher Howk et al.).

Крістофер Хок з Університету Нотр-Дам (Індіана, США) разом з колегами взявся перевірити результати на основі даних по Малому Магеллановій Хмарі , Галактиці-супутнику Чумацького Шляху. А щоб позбавити дані від ефекту «занурення літію» та інших впливів місцевих зоряних процесів, дослідники проаналізували вміст міжзоряного газу в цій карликовій галактиці, припускаючи, що вже він-то повинен пишатися своїм літієм: йому тут просто нема в чому тонути.

використовуючи спостереження Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії, астрономи виявили там саме стільки літію, скільки передбачала модель Великого вибуху, про що було розказано в журналі Nature . Але і це, на жаль, не дуже допомогло у вирішенні питання. Справа в тому, що літій постійно утворюється у Всесвіті в ході природних процесів, а наднові вибухами рівномірно розносять його по Метагалактиці, подібно всім іншим напрацьованим в надрах елементів. Нові результати, за словами Крістофера Хока, лише погіршили літієвий загадку: «Говорити про вирішення цієї проблеми можна тільки в тому випадку, якщо з часів Великого вибуху ніяких змін в кількості наявного літію не відбувалося». І то тільки в масштабах Малого Магелланової Хмари!

Найголовніше: дуже важко уявити собі, що за 12-13 млрд років термоядерного синтезу, який створив ті найважчі елементи, які роблять можливим життя на Землі, літій чомусь не вироблявся. Принаймні наші сьогоднішні уявлення про термоядерний нуклеосинтезі не дозволяють висунути таку гіпотезу.

Цікаво, що кількість літію пов'язано в вмістом металів, але ця нелінійна залежність не отримала поки безперечного теоретичного пояснення.

Гірше того, Нова робота Мігеля Пато з Мюнхенського технічного університету (Німеччина) і Фабіо Йокко (Fabio Iocco) з Стокгольмського університету (Швеція) показала, що не тільки надмасивні чорні діри в ядрах галактик, але і самі звичайні (і більш численні) ЧД зоряного походження повинні генерувати літій в своїх акреційних дисках , Причому досить інтенсивно.

Тепер же виходить, що практично кожен мікроквазар (попросту система ЧД - аккреційний диск) повинен створювати літій. А адже теоретично їх має бути набагато більше, ніж СМЧД, зазначає Мігель Пато.

Словом, ясності в цьому питанні поки немає. Крістофер Хок, наприклад, передбачає, що відразу після Великого вибуху у Всесвіті могли йти якісь екзотичні з фізичної точки зору реакції, в яких брали участь частинки темної матерії, і вони придушували освіту літію. Це могло б пояснити те, що в Малій Магеллановій Хмарі літію виявилося більше, ніж в нашій Галактиці: карликові галактики, до яких відноситься ММО, повинні були менш активно притягувати темну матерію в ранньому Всесвіті. А значить, і ці гіпотетичні реакції менше впливали на концентрацію літію в них. Перевірити цю ідею пан Хок має намір за допомогою більш поглибленого вивчення Малого Магелланової Хмари ...

Перевірити цю ідею пан Хок має намір за допомогою більш поглибленого вивчення Малого Магелланової Хмари

До сих пір ми могли шукати літій тільки в найближчих до нас зірок нашої Галактики. І ось група астрономів змогла визначити рівень вмісту літію в зоряному скупченні за межами нашої Галактики.

У зоряного скупчення Мессьє 54 є секрет - воно не належить до Чумацького Шляху, і є частиною супутникової галактики - карликової еліптичної галактики в Стрільці. Таке розташування скупчення дозволило вченим перевірити чи так само мало змісту літію в зірках, які перебувають за межами Чумацького Шляху.

В околицях Чумацького Шляху знаходиться більше 150 кулястих зоряних скупчень, які складаються з сотень тисяч стародавніх зірок. Одне з таких скупчень, поряд з іншими в сузір'ї Стрільця, було виявлено в кінці 18 століття французьким вченим «мисливцем за кометами» Чарльзом Мессьє, і носить його ім'я Мессьє 54.

Понад два століття вчені помилково вважали, що М54 є таким же скупченням, як всі інші в Чумацькому Шляху, але в 1994 році було виявлено, що це зоряне скупчення відноситься до іншої галактики - карликовою еліптичною галактиці в Стрільці. Було також встановлено, що цей об'єкт знаходиться на відстані 90 000 світлових років від Землі, а це більш ніж в три рази більше, ніж відстань між Сонцем і центром галактики.

В даний момент астрономи спостерігають за М54 за допомогою телескопа VLT Survey, намагаючись вирішити один з найзагадковіших питань сучасної астрономії, що стосується наявності літію в зірках.

В даний момент астрономи спостерігають за М54 за допомогою телескопа VLT Survey, намагаючись вирішити один з найзагадковіших питань сучасної астрономії, що стосується наявності літію в зірках

На цьому знімку Ви бачите не тільки сам кластер, а й дуже густий передній план, що складається із зірок Чумацького Шляху. Фото ESO.

Раніше астрономи мали можливість визначити вміст літію тільки в зірках Чумацького Шляху. Однак, тепер дослідницька команда під керівництвом Алессіо Муккіареллі (Alessio Mucciarelli) з Болонського університету використовували VLT Survey для того, щоб виміряти вміст літію у позагалактичні зоряному скупченні М54. Дослідження показало, що кількість літію в старих зірках М54 не відрізняється від зірок Чумацького Шляху. Тому, куди б не пропав літій, Чумацький Шлях тут абсолютно ні до чого.

металевий літій

Літій - найлегший метал, в 5 разів легше алюмінію. Свою назву літій отримав через те, що був виявлений в «камені» (грец. Λίθος - камінь). Назва була запропонована Берцелиусом. Це один з трьох елементів (крім водню і гелію), який утворився в епоху первинного нуклеосинтезу після Великого Вибуху, ще до народження зірок. З тих пір його концентрація у Всесвіті практично не змінюється.

Літій по праву можна назвати найважливішим елементом сучасної цивілізації і розвитку технологій. У минулому і позаминулому століттях критеріями розвитку індустріальної і економічної потужності держав були показники виробництва найважливіших кислот і металів, води та енергоносіїв. У 21-му столітті літій міцно і надовго увійшов до списку таких показників. Сьогодні літій має виключно важливе економічне і стратегічне значення в розвинених індустріальних країнах.

Вивчаючи нову зірку Nova Delphini 2013 (V339 Del), астрономи змогли виявити хімічного попередника літію, зробивши таким чином перші прямі спостереження процесів освіти третього за рахунком елемента періодичної таблиці - які перш передбачалися лише теоретично.

«До сих пір у вчених не було прямих підтверджень спостереженнями освіти літію в нових зірках, однак після проведення нашого дослідження, ми можемо стверджувати, що такі процеси мають місце», - сказав головний автор нової наукової роботи Акіто Таітсу з Національної обсерваторії Японії.

Вибухи нових зірок відбуваються, коли в тісному подвійній зоряній системі матерія перетікає від однієї зі складових її зірок на поверхню зірки-компаньйона - білого карлика. Неконтрольована термоядерна реакція викликає різкий сплеск світності зірки, що, в свою чергу, призводить до утворення більш важких, ніж водень і гелій, елементів, присутніх в значних кількостях всередині більшості зірок Всесвіту.

Одним з хімічних елементів, що утворюються в результаті такого вибуху, є широко поширений ізотоп літію Li-7. У той час як більша частина важких хімічних елементів формується в ядрах зірок і у вибухах наднових, Li-7 є дуже крихким елементом, що не витримує високі температури, які підтримуються в більшості зоряних ядер.

Деяка частина літію, присутня у Всесвіті, утворилася в результаті Великого Вибуху. Крім того, деякі кількості літію могли утворитися в результаті взаємодії космічних променів з зірками і міжзоряним речовиною. Однак ці процеси не пояснюють занадто великої кількості літію, присутніх у Всесвіті на сьогоднішній день.

У 1950-ті рр. вчені припустили, що літій у Всесвіті може утворюватися з ізотопу берилію Be-7, який формується у поверхні зірок і може бути перенесений в космічний простір, де знижується вплив високих температур на матеріал, і знову утворюється літій залишається в стабільному стані. Однак до сьогоднішнього дня спостереження з Землі літію, що утворився біля поверхні зірки, представляли собою досить важке завдання.

Таітсу і його команда використовували для своїх спостережень телескоп Subaru, розташований на Гаваях. За час спостережень команда чітко зафіксувала, як нуклід Be-7, який має період напіврозпаду 53 дня, перетворювався в Li-7.

[ джерела ]

http://www.modcos.com/news.php?id=279

http://tvoykosmos.ru/post/54114fc9b4c53c9c6baaf317

http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6960

http://universe-tss.su/main/chel/17657-litiy-ionnoe-zdorove.html

Давайте я вам ще що-небудь цікавого про хімію нагадаю: ось зізнайтеся, Всі хотіли такого вчителя хімії? , а от Саме смердюче речовина в світі і Історія створення і перші досліди застосування отруйних газів . Подивіться, який буває кінетичний пісок і що таке неньютонівські рідини Оригінал статті знаходиться на сайті ІнфоГлаз.рф Посилання на статтю, з якої зроблена ця копія - http://infoglaz.ru/?p=67577

Причини?
Php?
Cgi?
Ru/?
Навигация сайта
Новости
Реклама
Панель управления
Информация