Звезды и Вселенная: Страница 2

Оглавление статей
Звезды и Вселенная
Страница 2

Страница 2 из 2

 

 

А что продемонстрировала ученым звезда Пшибыльского? Сильных спектральных линий, принадлежащих ме­таллам группы железа, у нее оказалось намного меньше, чем у других звезд этого же спектрального класса. Одно время даже дискутировался вопрос об отсутствии самих линий железа. Но свято место, как известно, пусто не бы­вает. В спектре З.П. оказалось очень много линий других металлов, и среди 60 химических элементов, обнаружен­ных в атмосфере этой звезды к концу 2004 г., значительную часть составляют те, которые вообще трудно обнаружива­ются в спектрах звезд: лантаноиды, то­рий, уран. Но дело даже не в самих этих редчайших элементах, а, как утвержда­ет известный анекдот, в их количестве. Лантаноидов в атмосфере З.П. в 10-100 тысяч (!) раз больше, чем на Солнце. По количеству химических элементов, найденных в ее атмосфере, звезда Пши­быльского уступает только Солнцу. Тем не менее, ее спектр более 40 лет остается необъясненным. В нем наблюдается большое количество спектральных ли­ний, которые невозможно идентифицировать с линиями стабильных химичес­ких элементов или молекул. Более 30 лет обсуждалась возможность отож­дествления линий двух радиоактивных элементов — технеция и прометия.

Image 

Однако только в этом году была про­верена возможность существования в спектре З.П. линий других радиоактив­ных элементов — от полония до эйн­штейния. Об этом результате сообщили одесские астрономы, изучавшие инте­ресную звезду в составе международно­го научного коллектива. На состояв­шихся летом этого года астрофизичес­ком семинаре в ГАО НАНУ (Киев) и симпозиуме Международного Астроно­мического Союза в Словакии они пред­ставили работу «О радиоактивных сло­ях в пекулярных звездах Главной пос­ледовательности. Феномен звезды Пшибыльского». От имени авторского коллектива, членами которого стали граждане Украины, Германии и Юж­ной Кореи, доклад сделала кандидат физико-математических наук. В. Ф. Гопка. Анализ показал, что З.П. буквально напичкана такими химически­ми элементами, которые очень редко удается обнаружить в спектрах других звезд: прометий, полоний, радон, ра­дий, актиний, протактиний, нептуний, плутоний, амерций, кюрий, берклий, калифорний и эйнштейний. Как видно, в этом списке не просто редкие элемен­ты, а те, которые относятся к самым тя­желым во Вселенной. Все они и все их изотопы радиоактивны.

Нетрудно предвидеть, что публика­ция этой работы вызовет резкую крити­ку со стороны ученых-ортодоксов. Ес­тественно, первой реакцией любого спе­циалиста должно стать пресловутое «Не может быть!» Ведь периоды полураспа­да даже самых долгоживущих из обна­руженных элементов в сотни, тысячи и миллионы раз меньше возраста звезд-гигантов. За время существования са­мой звезды все исходные сверхтяжелые актиноиды, кроме тория и урана, дол­жны были давно распасться, превратив­шись в устойчивые, не радиоактивные химические элементы. А тут налицо яв­ное противоречие с современными пред­ставлениями о том, как образовались сами звезды и тяжелые химические эле­менты. По этой причине результаты упомянутой работы иначе, как парадок­сальными, не назовешь.

Но какими бы странными они ни казались, их нельзя отвергать, что назы­вается «с порога». Наблюдательный ма­териал получен на лучших телескопах (диаметры зеркал 8 м и 3,6 м) Южной Европейской Обсерватории в Чили с ис­пользованием спектрографов очень вы­сокого разрешения. Обнаруженные ак­тиноиды были отождествлены по дли­нам волн поглощения соответствую­щих элементов, причем идентифика­ция выполнялась опытными специа­листами. Таким образом, ни использо­ванная аппаратура, ни состав исполни­телей не дают оснований сомневаться в полученном результате, даже если он на первый взгляд кажется одиозным. Более того, аналогичный, хотя и менее детальный результат, был представлен на том же симпозиуме американцем В. Байдельманом.

Что же важное для науки кроется в этом исследовании? Ни много, ни мало, поставлены под сомнение некоторые по­ложения общепринятой теории эволю­ции звезд. Это очень серьезно, поскольку теория выросла из всей совокупности наблюдательных фактов, и потому не мо­жет быть ниспровергнута в одночасье да­же противоречащими ей отдельными наблюдениями. В этой теории нет места процессам, которые бы насыщали атмос­феру звезд сверхтяжелыми радиоактив­ными элементами. Но это, фактически, наблюдается. Периоды полураспада са­мых долгоживущих изотопов актиния и полония составляют, соответственно, 21 год и 103 года, а эйнштейния всего 280 суток! Выявленные элементы находятся в звезде недавно, значит, они появились в процессе ее жизнедеятельности.

Если факт существования радиоак­тивных элементов с короткими перио­дами полураспада в больших концен­трациях у относительно немолодых звезд получит подтверждение в резуль­тате других наблюдений, то это заста­вит ученых пересмотреть современные представления об эволюции звезд. До сих пор считалось, что единственным поставщиком тяжелых элементов во Вселенной являются Сверхновые звез­ды. Первичное же вещество, из которо­го впоследствии образовались все звез­ды, было представлено исключительно водородом с небольшой (несколько про­центов) примесью гелия. Натрий, кис­лород, фосфор, железо и большинство других элементов легче железа возник­ли в ядрах «водородных» звезд. А вот каким образом возникли элементы групп лантана или актиния? Эта проб­лема до сих пор не стала предметом ши­рокой дискуссии. Новые данные по З.П. дают основание предполагать, что они постоянно генерируются в верхних сло­ях звезды, хотя такое предположение, с точки зрения современной теории ядер­ного синтеза, представляется невероят­ным. И, тем не менее, авторы рассмат­риваемой работы отважились на вывод, который наверняка будет подвергнут серьезной критике, но вместе с тем, спровоцирует всплеск интереса к проб­леме сверхтяжелых элементов.

Сначала, основываясь на известных данных о спонтанных реакциях деле­ния атомных ядер, они постулируют, что «все короткоживущие радиоактив­ные элементы могут образовываться в результате распада более долгоживущих радиоактивных изотопов».

Что ж, вполне приемлемо, хотя и три­виально, и не отвечает на вопрос, откуда же берутся долгоживущие изотопы тя­желых элементов? На него авторы ста­тьи отвечают так: «поскольку в пекулярных (т.е. необычных — прим. ред.) звез­дах… создаются условия с высокой плотностью нейтронов и большой плотностью изотопов тория и урана, то изотопы тория и урана могут за­хватывать эти нейтроны и образовы­вать более тяжелые элементы». Теоре­тически и практически это вполне воз­можно, поскольку на Земле таким спо­собом получают, например, оружейный плутоний. Но вот, работает ли этот меха­низм, для которого необходимы специ­фические и совсем не простые условия, в верхних слоях атмосфер звезд это, как говорится, бабушка надвое сказала. Не­ясно, откуда берутся в атмосфере старой звезды мощные потоки нейтронов, а ведь нужно именно мощное облучение. Непонятно также, почему в атмосфере З.П. понижено содержание обычных элементов группы железа и связано ли это с обилием сверхтяжелых элементов?

Естественно, в докладе одесситов отве­тов на эти вопросы нет. Работа не решает проблему, а пока только ставит ее. Хотя интерпретация наблюдений представля­ет интерес сама по себе, все же изюминка работы заключается в установлении факта обилия короткоживущих изото­пов сверхтяжелых элементов в атмосфе­ре звезды, возраст которой существенно превышает время жизни этих элементов. И здесь надо отдать должное смелости одесских коллег. Они отважились иссле­довать то, что, фактически, относилось к категории научного табу. Ведь если гово­рить начистоту, то само отождествление элементов по спектральным линиям — не такая уж сложная задача, эту работу могут выполнять все астрономы. Но вот добиться наблюдательного времени на крупных телескопах под задачу, кото­рая, мягко говоря, вызывает сомнения в серьезности, провести, вопреки всякому здравому смыслу, анализ наблюдений и, в конце концов, отыскать то, что, по мне­нию других, не имеет права на существо­вание — это уже поступок, достойный похвалы. Вот что сказала на астрофизи­ческом семинаре докладчик В. Гопка: «До нас никто не исследовал возмож­ность существования в атмосферах звезд короткоживущих радиоактивных элементов с большими атомными номе­рами. Все были уверены, что их там поп­росту нет, не должно быть».

Как в данном случае будет решено яв­ное противоречие между теорией и на­блюдениями неизвестно. Можно сомне­ваться в том, что эта проблема будет ре­шена так просто, как предлагают авторы интересного открытия. Скорее всего, потребуются дополнительные наблюде­ния и более сложная интерпретация. Но само существование проблемы ставит еще одну загадку на пути изучения кос­моса и законов его развития.

Вполне возможно, что мы стоим пе­ред очередным «зигзагом» в процессе на­учного познания. Так, уже упоминав­шиеся в начале статьи Д. и М. Бербиджи и Ф. Хойл, несмотря на очевидные успе­хи предложенной ими в 1957 г. теории, в середине 90-х годов отказались от кон­цепции Большого Взрыва. На протяже­нии последних десяти лет они разраба­тывают космологическую модель, в ко­торой время эволюции Вселенной пре­восходит общепринятое сейчас значение (13-14 млрд. лет) не менее чем на два по­рядка. Происхождение легких элемен­тов и микроволнового излучения уже понято, происхождение тяжелых и свер­хтяжелых элементов ждет своего объяс­нения.

Александр Пугач

« Предыдущая — След.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: