МОСКВА, 5 мар – РИА Новости. Химический анализ одного из древнейших метеоритов показал, что в материи новорожденной Солнечной системы присутствовал кюрий – сверхтяжелый элемент, отсутствующий в природе из-за короткого периода полураспада, что говорит о необычном характере его "производства" внутри сверхновых, пишут ученые в журнале Science Advances.
"Наше открытие особенно важно по той причине, что оно показывает, что все тяжелые элементы, рождающиеся и рождавшиеся в ходе взрывов сверхновых, формируются в ходе одного и того же процесса, друг вместе с другом, что, как мы считали раньше, было абсолютно невозможным", — заявил Николас Дофас (Nicolas Dauphas) из университета Чикаго (США).
Дофас и его коллеги Франсуа Тиссо (Francois Tissot) и Лоуренс Гроссман (Lawrence Grossman) выяснили, что Солнечная система в юности содержала в себе сверхтяжелые изотопы металлов, не встречающихся в природе, изучая особые "временные капсулы", так называемые кальций-алюминиевые включения, в образцах древнейших метеоритов, когда-либо падавших на Землю.
Звездная топка
Как объясняют ученые, недра Солнца и других светил способны производить относительно легкие химические элементы в практически неограниченных количествах, "склеивая" более легкие ядра в более тяжелые. Однако, начиная с железа-56 и никеля-62, температуры и давления в ядре светил становится недостаточно для того, чтобы формировать более тяжелые элементы.
Тем не менее, они все же существуют, и присутствуют в породах Земли, других планет и даже звезд в достаточно больших количествах. Их источником, как сегодня считают астрономы, являются сверхновые, в ходе вспышек которых достигаются температуры и давления, необходимые для "производства" урана, актиния и прочих радиоактивных элементов.
Ученых, по словам Дофаса, давно интересовало то, как эти элементы образуются внутри умирающих звезд и то, какие из них присутствовали в ранней Солнечной системе, сформировавшейся, как сегодня считают астрогеологи, из пыли и газа, рожденных в ходе взрыва сверхновой неподалеку от нас.
Ключом к ответу на этот вопрос является кюрий-247 – один из самых тяжелых изотопов во Вселенной, обладающий достаточно коротким периодом полураспада – всего 15,6 миллиона лет. Ученых интересует то, как много этого вещества содержалось в ранней Солнечной системе – его количество напрямую указывает на то, каким путем формировались тяжелые элементы в престарелых звездах, и отличался ли этот процесс для разных групп тяжелых элементов.
Данный элемент, как объясняет Дофас, распадается в уран-235. Соответственно, минералы, сформировавшиеся в ранней Солнечной системе, если она содержала в себе кюрий-247, будут содержать в себе больше урана-235 по отношению к другим его изотопам, чем современные земные породы.
"Любопытные" изотопы
Руководствуясь этой идеей, авторы статьи изучали изотопный состав метеоритов, сформировавшихся в первые дни жизни Солнечной системы. В одном из них, в камне под именем "Любопытная Мария", названным так в честь Марии Кюри, ученым удалось найти микрокапли первичных пород, в которых доля урана-235 была на 6% выше, чем в среднем в современной Солнечной системе.
Подобный результат означает, что Солнечная система содержала в себе неожиданно большие количества кюрия-247, что напрямую противоречит предыдущим оценкам и теоретическим предсказаниям, и что заметно меняет наши представления о том, как формируются тяжелые элементы в звездах.
По словам Дофаса, большое количество кюрия-247 в первичной материи Солнечной системы говорит о том, что он и другие радиоактивные изотопы формируются внутри недр звезд по одной и той же "технологии" – путем так называемого "быстрого" захвата нейтронов ядрами будущих тяжелых элементов.
Как считают авторы статьи, данное открытие должно заставить физиков пересмотреть теории нуклеосинтеза, описывающие процесс заполнения Вселенной золотом, ураном и другими более сложными элементами.
Помимо этого, открытие кюрия-247 в новорожденной Солнечной системе говорит о том, что мы можем использовать данный элемент для достаточно точной оценки "зародышей" планетных систем и недавно родившихся экзопланет, замеряя количество этого изотопа в их материи.
