ак появились химические элементы? Всё ли зародилось в звёздах? Что нам несёт солнечный ветер? И где можно найти кусочки нейтронных звёзд? Об этом нижегородцам рассказал физик Егор Задеба на совместном мероприятии Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Нижнего Новгорода и «Планетария-1» 5 апреля.

Егор Задеба – кандидат физико-математических наук, доцент отделения ядерной физики и технологий Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». В этот раз Егор посетил Нижний Новгород с новой лекцией «Нейтронные звёзды и взрывы сверхновых: откуда золото на твоём пальце и железо в крови», которая сопровождалась завораживающей анимацией под куполом «Планетария 1», погружающей зрителя в ощущение космической безмятежности.
Своё выступление спикер начал с объяснения того, что происходило после Большого взрыва и как образовалось первое вещество. Изначально во Вселенной существовало только излучение, но спустя некоторое время оно стало образовывать материю.
«Представьте – огромная Вселенная практически вся состоит из водорода и небольшого количества гелия. Поскольку вещество холодное, ничего не происходило на протяжении четырёхсот миллионов лет. Это время называют Тёмной эпохой. И это при том, что по размеру Вселенная была не сильно меньше, чем сейчас, – рассказал Егор. – Удивительно, что практически весь водород, который у нас сейчас есть, образовался только в момент Большого взрыва. Считайте, что вода, которая у вас есть (поскольку вода – это H2O), вся ещё с тех времён, ведь водороду неоткуда больше взяться».
Со временем водород начинает собираться в первые звёзды. Этот процесс довольно неочевидный, и долгое время учёные не могли найти ему объяснение. На настоящий момент доказано, что первые образовавшиеся звёзды были огромными (так называемые голубые титаны). Эти звёзды, появляясь и исчезая за считанные миллионы лет, дали первые тяжёлые элементы во Вселенной.
После этого начали образовываться первые звёзды. Они рождаются в холодных молекулярных облаках, масса которых превышает массу Солнца в сотни раз. Из одного облака образуется сразу несколько звёзд, которые своим излучением разрушают остатки. Температура и плотность звезды растут за счёт гравитационного сжатия, а благодаря вращению образуется диск или спиралевидная область. Со временем в центре звезды давление и температура становятся достаточными для начала термоядерного синтеза.
Благодаря взрыву сверхновых звёзд во Вселенной появилось множество элементов: кислород, фтор, неон, алюминий и так далее. Однако железо и ряд других элементов образовались другим путём: внутри белых карликов. Например, весь марганец, который существует сейчас, образовывался исключительно в белых карликах.
Что же касается нейтронных звёзд, то довольно часто в нашей и соседних галактиках происходит процесс, когда две нейтронные звезды подлетают друг к другу, при этом выбрасывается огромное количество вещества. Оно разлетается на миллионы световых лет от центра процесса.
«На одном из таких слияний образовалось одного только чистого золота весом, равным сумме тринадцати наших планет, не говоря уже о других элементах. Между прочим, любое ваше золотое украшение могло появиться исключительно на нейтронной звезде, поскольку это вещество не получается ни одним другим способом. Аналогичная ситуация с ураном, который мы используем в ядерных реакторах. Это кусочек нейтронной звезды», – подметил Егор.
Таким образом, появление химических элементов во Вселенной можно описать следующими способами. Первый (источник водорода и гелия) – это Большой взрыв. Следующий способ – это процесс, когда звезда доходит до состояния белого карлика, а потом отбрасывает свою оболочку (так мы можем получать железо и марганец). От разлетающихся оболочек активно образуются лёгкие элементы таблицы Менделеева, но самое большое их количество получается при взрыве обычных сверхновых звёзд. Последний метод начинается с поглощения нейтронов: медленный s-процесс или слияние новых нейтронных звёзд (которые образуют большинство элементов). Судя по разнообразию химических элементов на Земле, где-то недалеко от нашей планеты произошёл именно этот процесс, который подарил нам такой огромный спектр веществ.
«Осознайте, что мы все не что иное, как звёздная пыль. Это не просто красивые слова, это не что-то романтичное. На самом деле, единственный источник вещества в нас – это звёзды. Помимо водорода, который образовался во время Большого взрыва, все химические элементы, которые в нас есть, произошли во время гибели звёзд. Потому мы все когда-то были частью звезды», — подытожил спикер.
Команда ИЦАЭ Нижнего Новгорода благодарит Егора Задебу за увлекательное путешествие в мир астрономии, а «Планетарий 1» – за тёплый приём и значительную помощь в проведении мероприятия.