17 октября 2019, четверг, 04:13
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

05 июня 2018, 09:00

Изотопное датирование в астрономии

Туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке
Туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке
ESO

Телескопы ALMA и VLT Европейской Южной обсерватории (ESO) показали, что как галактики со вспышками звездообразования в ранней Вселенной, так и область звездообразования в близлежащей галактике содержат гораздо большую долю массивных звезд, чем их находится в более спокойных галактиках. Это открытие ставит под сомнение современные воззрения на эволюцию галактик, меняет наше понимание истории звездообразования во Вселенной и наши представления об образовании химических элементов. Об открытии рассказывает пресс-релиз ESO.

Группа астрономов под руководством Чжиюй Чжана (Zhi-Yu Zhang) из Эдинбургского университета, исследуя удаленные области Вселенной при помощи решетки радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), измерила долю массивных звезд в четырех удаленных богатых газом галактик со вспышками звездообразования. Эти галактики наблюдаются в эпоху, когда Вселенная была значительно моложе, чем сейчас. Поэтому маловероятно, чтобы столь молодые галактики уже успели пройти много предшествующих этапов звездообразования.

В галактиках данного типа наблюдается очень интенсивное возникновение звезд. Частота образования новых звезд в них может в 100 или более раз превосходить частоту образования звезд в нашей Галактике Млечного Пути. В таких галактиках массивные звезды испускают ионизирующее излучение, выбрасывают потоки материи и заканчивают свой жизненный цикл взрывом сверхновой, и все это существенно влияет на динамическую и химическую эволюцию окружающей их среды. Исследование распределения масс звезд в этих галактиках может рассказать нам как об эволюции этих галактик в целом, так и об эволюции всей Вселенной.

Чжан и его группа разработали новую методику, аналогичную радиоуглеродному методу датировки по содержанию изотопа углерод-14 на Земле, для измерения обилия различных видов окиси углерода в четырех очень далеких погруженных в пылевые оболочки галактик со вспышками звездообразования. Важное отличие этого метода состоит в том, что доля углерода-14 вследствие распада постоянно уменьшается, и это позволяет вычислить время, когда умерло данное животное или растение, тогда как изотопы углерод-13 и кислород-18, использованные в исследовании, выполненном на ALMA, устойчивы и их содержание за время жизни галактик постоянно растет, так как эти изотопы синтезируются в процессе термоядерных реакций в недрах звезд.

Четыре удаленных галактики со вспышками звездообразования, наблюдавшиеся на ALMA. Изображения в верхнем ряду показывают излучение 13C в каждой из галактик, в нижнем – эмиссию 18O. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Zhang et al.

Астрономы измерили отношение двух видов окиси углерода, содержащих различные изотопы (углерод-12 или 13, кислород-16, 17 или 18). «Изотопы углерода и кислорода имеют различное происхождение, – объясняет Чжан. 18O в большей степени образуется в массивных звездах, а 13C – в маломассивных и в звездах промежуточной массы». Благодаря новой методике группа сумела проникнуть за пылевую завесу, скрывающую эти галактики и впервые оценить массы находящихся в них звезд. Масса звезды является самым важным фактором, определяющим ее будущую эволюцию. Массивные звезды сияют очень ярко и имеют маленькую продолжительность жизни, а менее массивные, такие, как Солнце, имеют меньшую светимость, но сохраняют ее в течение миллиардов лет. Таким образом, зная долю звезд различных масс, формирующихся в галактиках, астрономы могут проследить ход образования и эволюции галактик на протяжении всей истории Вселенной. Эта информация дает нам ключ к пониманию обилий химических элементов, имеющихся в наличии при образовании новых звезд и планет, и наконец, позволяет оценить количество зарождающихся черных дыр, которые могут постепенно накапливать массу в процессе поглощения окружающего вещества и превращаться в сверхмассивные черные дыры, наблюдаемые в центрах многих галактик.

Соавтор работы Донателла Романо (Donatella Romano) из INAF- Института астрофизики Академии наук Италии и Болонской астрофизической обсерватории так рассказывает о сделанном открытии: «Отношение изотопа 18O к 13C в наблюдавшихся нами галактиках ранней Вселенной со вспышками звездообразования оказалось примерно в десять раз выше, чем в таких галактиках, как Млечный Путь. Это значит, что в этих галактиках со вспышками звездообразования доля массивных звезд гораздо выше».

Наблюдения на ALMA перекликаются с другим исследованием, проведенным на материале окружающей нас части Вселенной. Группа, которой руководил Фабиан Шнайдер (Fabian Schneider) из Оксфордского университета в Веикобритании, выполнила спектроскопические измерения на Очень Большом Телескопе (VLT): с целью исследования общего распределения звезд по возрасту и начальным массам наблюдалось 800 звезд в гигантской области звездообразования 30 Золотой Рыбы в Большом Магеллановом Облаке. Наблюдения проводились при помощи волоконно-оптического многоэлементного спектрографа FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph), смонтированного на Очень Большом Телескопе.

Фабиан Шнайдер рассказывает: «Звезд с массами более 30 солнечных мы нашли примерно на 30%, а с массами более 60 солнечных примерно на 70% больше, чем ожидали. Наши результаты ставят под сомнение ранее предсказанный предел в 150 солнечных масс для максимальной массы новорожденной звезды и позволяют предположить, что рождающиеся звезды могут иметь массы до 300 солнечных!»

Роб Айвисон (Rob Ivison), соавтор новой работы на ALMA, заключает: «Наши находки заставляют нас усомниться в правильности нашего понимания космической истории. Астрономы, занимающиеся моделированием Вселенной, теперь придется немало поработать над еще большим усложнением своих моделей».

Результаты наблюдений на ALMA опубликованы в журнале Nature, а результаты, полученные на VLT – в журнале Science.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.