Первые обитаемые миры образовались еще до первых галактик
До недавнего времени считалось, что в первые сотни миллионов лет Вселенная была «пуста и безвидна»: в темном пространстве еще не было звезд, не то что их планет. Постепенно картина меняется, а новое исследование показало, что уже в первые пару сотен миллионов лет после Большого взрыва начали возникать первые планеты. Это серьезно отодвигает дату возможного возникновения жизни в прошлое.
Традиционное видение эволюции Вселенной в последние годы — особенно из-за наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» — дало множественные трещины. Идея о том, что до полумиллиарда лет после Большого взрыва во Вселенной шли Темные века, эра, в которой просто не было звезд, а излучение поглощалось еще не ионизированным межзвездным газом, оказалась несовместима с реальностью. Даже через 300 миллионов лет после начала истории Вселенной галактики уже вполне наблюдаются.
Но остается вопрос: когда начали формироваться классические планетные системы, то есть не просто звезды, составляющие галактики, а такие, близ которых возможна жизнь? Самые первые звезды почти не имели тяжелых элементов, потому что они еще не наработались в недрах сверхновых (ведь до первых звезд первых сверхновых просто не могло быть). Без тяжелых элементов формирование планет и протопланетных дисков малореально. Как минимум о каменистых планетах речь точно не шла: без тяжелых элементов нельзя создать планету, состоящую из тяжелых элементов, типа нашей Земли.
Авторы нового исследования, с которым можно ознакомиться на сервере препринтов Корнеллского университета, решили смоделировать, как именно обстояли дела с образованием планет в самой ранней Вселенной. В частности, они смоделировали скорость эволюции парно-нестабильных сверхновых и их воздействие на окружающую их среду.
Парно-нестабильными сверхновыми называют особо массивные звезды — от 130 и более раз «тяжелее» Солнца, — вспыхивающие сверхновыми по необычному механизму. Когда светило настолько массивно, в его недрах суммарная энергия термоядерных реакций достигает громадных величин, создавая мощнейшее гамма-излучение. Оно настолько сильно, что образовывает пары электронов и позитронов.
Такой процесс запускается, когда фотон очень высокой энергии находится в специфических условиях: например, в поле некоей массивной заряженной частицы или ядра атома. При этом «из ничего» (но на самом деле из энергии фотона) возникает пара «частица — античастица», где роль частицы играет электрон, а античастицы — позитрон (античастица электрона).
Процесс рождения пар может быть лавинным, и пока он идет, давление, оказываемое гамма-излучением из ядра на внешние слои звезды, резко снижается. При этом давление внешних слоев светила на внутренние не уменьшается. Значит, баланс давления между внутренними и внешними слоями нарушается. Звезда частично коллапсирует, что серьезно повышает температуру и давление внутри ее ядра.
При этом могут идти термоядерные реакции, которые в норме энергетически невозможны. Скажем, в обычной звезде реакции слияния ядер останавливаются на углероде (от силы — кислороде или неоне), потому что дальше слияние ядер атомов поглощает больше энергии, чем выделяет. Но при парной нестабильности энергии в ядре звезды так много, что там идет массовая наработка такого тяжелого элемента, как железо.
Важное отличие такого взрыва сверхновой от обычной в том, что из-за очень высоких энергий все вещество звезды выбрасывается в окружающее пространство. Никакая нейтронная звезда или черная дыра не образуется: вся сверхновая разрушается без остатка.
Обычные звезды нашей эпохи так вспыхнуть не могут. Во-первых, им не хватит массы (сегодня такие массивные светила просто не образуются). Во-вторых, для этого нужно, чтобы в звезде почти не было элементов тяжелее гелия. В современной Вселенной просто нет сырья для звезд, настолько бедной элементами тяжелее гелия. Зато 13,5 миллиарда лет назад и более тяжелых элементов почти не было, потому самое первое поколение звезд могло нередко взрываться именно таким образом.
Авторы новой работы рассчитали эволюцию таких звезд и ее влияние на близкую к ней межзвездную среду ранней Вселенной. Оказалось, после ее взрыва содержание тяжелых элементов рядом с взорвавшейся сверхновой может быть велико — иногда даже больше, чем в веществе Солнца. При этом взрыв порождает в окружающем газе серьезную нестабильность. Газ «комкуется» взрывной волной настолько, что в нем возникают протозвездные облака массой до одной солнечной.
Что важно, в этих облаках достаточно не только газа, но и пыли тяжелых элементов, из которых уже может образоваться и планетезималь — тело, образующееся из космической пыли, служащее затем «кирпичиком» для строительства планет. Общая масса таких планетезималей в рассчитанных ранних системах Вселенной может достигать пяти масс Земли. Это не очень много по меркам современных планетных систем, но все же достаточно для образования каменистой планеты земной массы.
Расчеты астрономов показали, что подобные системы будут иметь центральную звезду с массой до 0,7 солнечной. В диапазоне орбит 0,46-1,66 астрономической единицы (одна такая единица равна расстоянию от Земли до Солнца) должно быть достаточное количество воды для формирования планеты, способной иметь океаны.
Из всего этого ученые сделали вывод, что первые обитаемые планеты могли образоваться уже в первые 200 миллионов лет истории Вселенной. Они могли возникнуть еще до появления даже самых древних галактик. Причем подобные планеты можно будет обнаружить в ближайшие годы за счет изучения самых старых из известных звезд нашей Галактики.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии