Астрономы уточнили происхождение углерода в нашей Вселенной

Каждый атом углерода в нашей Вселенной появился в недрах крупных звезд, в результате слияния трех ядер гелия. Однако условия, при которых происходит это термоядерное превращение, и характеристики звезд, наполняющих космос углеродом, остаются не до конца понятными. Согласно одним моделям, образование углерода происходит в массивных светилах и затем он разбрасывается взрывами сверхновых. По другим версиям, достаточно звезд и поменьше — тех, что заканчивают существование в виде белых карликов.

В пользу второй гипотезы склоняются авторы новой статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy. Паола Мариджо (Paola Marigo) и ее коллеги из итальянского Университета Падуи проанализировали данные гавайской обсерватории WM Keck, которая провела наблюдения за белыми карликами в рассеянных скоплениях в пределах Млечного Пути. Эта работа позволила оценить их массы, после чего ученые использовали модели звездной эволюции, чтобы вычислить исходные массы звезд, превратившихся в тусклые карлики.

В результате астрономы обнаружили аномальную массу у карликов, образовавшихся из звезд массой от 1,65 до 1,7 солнечной массы. Согласно существующим моделям, начиная приблизительно с этой массы ядро звезд на последних этапах их жизни может претерпевать «гелиевую вспышку» — новый запуск реакций слияния ядер гелия. Один из путей этой реакции и ведет к появлению углерода.

Постепенно он транспортируется к поверхности, после чего рассеивается в космосе звездным ветром. Его распространение происходит сравнительно медленными потоками, и будущий белый карлик теряет массу постепенно, в результате чего на полученном астрономами графике и образуется необычный пик. Таким образом, работа показывает, что углерод в нашей Вселенной, скорее всего, появляется в звездах массой более 1,5 массы Солнца — перед тем, как они превратятся в белых карликов.