Загадка необхідного для життя елемента: вчені знайшли джерело виникнення фосфору

Фосфор є одним з найважливіших хімічних елементів, які необхідні для життя, але його походження залишається загадкою. Передбачається, що деяка кількість фосфору може бути створена під час вибуху наднової II типу, але це джерело не може пояснити велику кількість хімічного елемента і його розподіл усередині галактики. Автори нового дослідження, опублікованого у виданні The Astrophysical Journal Letters, вважають, що головним джерелом появи фосфору є не вибухи наднових, а вибухи нових. Якщо це так, то це відкриття матиме важливі наслідки для пошуку позаземного життя, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Одним із хімічних елементів, які необхідні для появи та розвитку життя, є фосфор. Але інші подібні елементи, як-от вуглець і водень, є дуже поширеними в галактиках. Але відмінності в концентрації фосфору між зірками вважаються чимось на зразок загадки. Цей елемент утворюється не так легко, як інші, а тому вчені вже давно займаються пошуком джерела його походження.

Автори нового дослідження вважають, що цим опалювачем є такі космічні вибухи, як киснево-неонові нові. Усі нові виникають на поверхні зірок білих карликів, які перебувають у подвійній системі поруч із зіркою червоним гігантом. Білий карлик, який менший за червоного гіганта, притягує до себе речовину, викинуту з більшої зірки. У результаті навколо білого карлика формується акреційний диск з матерії, яка по спіралі поступово падає на поверхню цієї зірки. Коли на поверхні білого карлика накопичується занадто багато гарячої матерії, то відбувається термоядерний синтез і дуже яскравий спалах. Це і є вибух нової.

Такі вибухи іноді класифікують за хімічними елементами, які є найбільш помітними в їхньому електромагнітному спектрі. Киснево-неонові нові останні 20 років астрономи підозрюють у тому, що вони можуть бути джерелом виробництва великої кількості фосфору, на відміну від інших типів подібних вибухів. Оскільки деякі нові вибухають часто за космічними мірками протягом тривалих періодів часу, то сукупне виробництво фосфору може бути дуже великим.

За словами вчених, киснево-неонові нові виникають на білих карликах, маса яких щонайменше на 25% більша за масу Сонця. Ці зірки з'являються внаслідок смерті звичайних зірок, часто схожих на Сонце. Але для того, щоб з'явився білий карлик із такою масою, померла зірка повинна мати початкову масу, яка в 7-9 разів більша за масу Сонця. А таке відбувається відносно рідко.

Автори дослідження змоделювали очікувані концентрації фосфору в зірках, якщо більша його частина утворилася внаслідок вибуху киснево-неонової нової. У результаті вони отримали близький збіг зі спостережуваними даними.

Автори вважають, що киснево-неонові нові були дуже поширеним явищем у нашій галактиці приблизно 8 млрд років тому. Так вони наповнили космос фосфором. Коли частота появи цих вибухів знизилася, то концентрація фосфору зменшилася.

Хімічні елементи, створені під час вибуху наднових, розлітаються на величезні відстані по всьому Всесвіту, але під час вибуху нових цього не відбувається. Утворений фосфор, за словами вчених, потрапить у довколишні газові хмари, які пізніше стануть зірками.

Проте залишається питання, наскільки широко поширений фосфор. Можливо, розподіл фосфору в галактиці вельми нерівномірний, і багатьом планетам бракує такої концентрації цього елемента, щоб виникало таке розмаїття життя, як на Землі, кажуть учені.

Якщо теорія правильна, то вибух киснево-неонової нової повинен виробляти хлор разом із фосфором. Вчені пропонують вивчити розподіл хлору, щоб перевірити свою теорію.

Як уже писав Фокус, те, що астроном Віра Рубін побачила в спіральних галактиках, назавжди змінило фізику. Її відкриття було справжнім науковим проривом і змінило розуміння Всесвіту.