Звездная пыль раскрывает тайны взрывов сверхновых

Мы – дети звезд, и это не просто красивая метафора. Большинство элементов во Вселенной, из которых состоим мы и всё вокруг нас, рождаются в огненных горнилах сверхновых. Но как именно это происходит – вопрос, который до сих пор занимает астрономов. Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, приближает нас к разгадке этой тайны благодаря анализу древнейших «звездных пылинок» – пресолярных зерен.

Эти микроскопические крупинки, образовавшиеся еще до рождения Солнца, хранят в себе уникальный изотопный отпечаток, своего рода «паспорт», рассказывающий об их происхождении. Некоторые из них были выброшены старыми звездами, другие – образовались в результате столкновений звезд или взрывов сверхновых. Долгое время ученые изучали пресолярные зерна, найденные в метеоритах, но теперь, благодаря миссиям вроде Stardust и мощным радиотелескопам типа ALMA, исследователи получили доступ к более широкому спектру этих космических «посланников».

Новое исследование фокусируется на роли сверхновых в формировании элементов. Ученые обнаружили, что для понимания происхождения пресолярных зерен критически важно не только изучать их изотопный состав, но и анализировать физическое распределение элементов внутри самих зерен.

звезд — Пара пресолярных зерен из метеорита Мурчисон.

Например, сверхновые типа II, также известные как сверхновые с коллапсом ядра, производят титан-44, который распадается до кальция-44. Избыток кальция-44 также наблюдается в зернах, образовавшихся в молодых звездных системах. Однако в первом случае зерна изначально формируются с титаном, который затем распадается, а во втором – сразу с кальцием. Различить эти два сценария только по изотопным соотношениям невозможно. Ключ к разгадке – в пространственном распределении кальция-44 внутри зерна, которое можно исследовать с помощью наноразмерной вторичной ионной масс-спектрометрии (NanoSIMS).

Аналогичные сложности возникают и с другими элементами, такими как кремний и хром. Исследование демонстрирует, что для полного понимания происхождения пресолярных зерен необходимы дальнейшие исследования с применением самых современных технологий.

Каждый крупинка звездной пыли – это капсула времени, хранящая в себе историю Вселенной. Расшифровка этих «космических посланий» поможет нам не только понять, как формировались элементы, из которых мы состоим, но и заглянуть в самые ранние этапы эволюции космоса.