Первые сверхновые насытили Вселенную водой вскоре после Большого взрыва
Умирая, первые звезды сбросили в космос тяжелые элементы, из которых сформировалось многообразие планет и жизни, какой мы ее знаем. Но для жизни нужна и вода. В новом исследовании ученые доказали, что первые сверхновые смогли насытить водой космос еще до образования первых галактик.
В научной работе, опубликованной сегодня в журнале Nature Astronomy, исследователи смоделировали взрывы сверхновых звезд гипотетического населения III (самые первые звезды во Вселенной). В расчетах учитывали светила, которые в 13 и в 200 раз массивнее Солнца. Такие значения выбрали неслучайно — это среднестатистические представители двух типов сверхновых.
Светило в 13 солнечных масс — пример звезды массой от восьми до 20 солнечных масс, которая взрывается сверхновой на основе коллапса ядра. При средней массе такая звезда жила около 12,2 миллиона лет и оставляла после себя примерно 0,8 солнечной массы тяжелых элементов, из которых приблизительно 0,051 солнечной массы — кислород.
Гораздо ярче и впечатляюще заканчивали жизненный путь звезды массой 140-260 солнечных масс — взрывались парно-нестабильными сверхновыми. При средних значениях такие светила жили лишь 2,6 миллиона лет, зато выбрасывали 55 солнечных масс кислорода при общей массе тяжелых элементов в 113 солнечных масс.
Излучение этих звезд в течение их жизни создавало в окружающем облаке космического газа и пыли «кокон» из ионизированного водорода. Как показало моделирование, сверхновые не разрывали этот кокон и запускали в нем быстрый процесс образования водорода-2, главного «ингредиента» воды. Сброшенный сверхновыми кислород реагировал в этих областях с водородом, образуя воду.
Первое время после взрыва сверхновой содержание воды в окружающем пространстве росло постепенно, но потом резко ускорялось, увеличиваясь на несколько порядков. Наибольшей плотности вода достигала в плотном «ядре» остатка сверхновой, насыщенном тяжелыми элементами от погибшей звезды. Такие «ядра», вероятно, были главными источниками воды в большинстве первых областей звездообразования.
Как показали расчеты, массовая доля воды в остатках вспышек сверхновых достигала 10-10, лишь на порядок меньше, чем в Млечном Пути сегодня. И это всего через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва.
Что еще интереснее, в протопланетном диске, сформировавшемся из остатков парно-нестабильной сверхновой, воды должно было быть лишь на порядок меньше, чем в Солнечной системе. Причем других элементов там хватало на образование планетезималей земного типа в потенциальной обитаемой зоне системы — и, как следствие, планет с жидкой водой на поверхности. Может, удастся найти такие древние миры во время будущих экзопланетных обзоров неба.
Авторы исследования моделировали взрыв только одной сверхновой в облаке. Вероятно, первые звезды не были такими уж одинокими и области их взрыва могли накладываться друг на друга. В этом случае на «стыке» областей молекулы воды распадались, но плотные «ядра» остатков вспышек сверхновых точно должны были пережить соседство.
Ученым еще предстоит узнать, смогла ли та вода «пережить» формирование первых галактик. С одной стороны, молекулы должны были разложиться вследствие химических реакций и под воздействием излучения звезд. С другой — облака пыли могли защитить какую-то долю первичной воды.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
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.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
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