меню содержание news151 news152 news153
Земное ядро было сформировано в два этапа за ~80 миллионов лет
|
Земное ядро было сформировано в два этапа, что позволяет объяснить противоречия с датировкой сос-
тавляющих его пород. Профессор Бернард Вуд (Bernard Wood) из австралийского Университета имени
Лэчлена Маккуори (Macquarie University, Сидней) и профессор Алекс Холлидей (Alex Halliday) из британ-
ского Оксфордского университета (University of Oxford) опубликовали на эту тему статью в последнем
выпуске журнала Nature ( от 26 октября).
4,5 миллиарда лет назад, к тому моменту, когда завершился первый этап строительства Солнечной сис-
темы, Земля представляла собой расплавленную смесь из горных пород и металлов. Через какое-то вре-
мя, в процессе остывания, произошло разделение на различные фракции, в ходе которого более тяже-
лый металл устремился к центру нашей планеты, то есть к ее ядру.
Выяснить, когда именно это произошло, можно с помощью изучения распада радиоактивных изотопов,
обнаруживаемых в земных породах, так как эти своеобразные природные часы отсчитывают срок от
момента разделения металлического ядра и внешней земной оболочки ( коры и мантии ).
Однако в результате подобных исследований возникло по меньшей мере две взаимопротиворечивые
датировки, зависящие от того, какие именно изотопы задействованы в той или иной работе. Так, изуче-
ние концентрации изотопов вольфрама, образовавшихся в результате распада радиоактивного гафния,
показывает, что ядро должно было сформироваться спустя 30-35 миллионов лет после рождения Сол-
нечной системы, а изучение изотопов свинца, получившихся из урана, указывает на более поздний
срок - 80 миллионов лет.
Теперь геологи Вуд и Холлидей придумали модель, которая, как они считают, сможет объяснить это
несоответствие. Исследователи утверждают, что 99% ядра были сформированы, когда Земле исполни-
лось только 30 миллионов лет, а вот последний процент добавился несколько позже, в ходе катастро-
фического столкновения нашей планеты с небесным телом размером с Марс ( это произошло примерно
45 миллионов лет спустя ), в ходе которого помимо всего прочего возникла и Луна, а к самой Земле до-
бавилось примерно 10 % от ее первоначальной массы.
"Это соударение, как мы считаем, оказало огромное влияние на химический состав Земли", - говорит
Вуд.
В результате катастрофы металл в Земле смешался с серой, произошло перераспределение фракций
внутри планеты, что, в свою очередь, изменило регистрируемое соотношение изотопов урана и свинца,
"сбросив" таким образом свинцово-урановый "секундомер" и установив в качестве "начальной" даты
формирования момент, отстоящий от образования Солнечной системы на 80 миллионов лет.
cсылки:
bristol.ac.uk/news/2005/829
abc.net.au/science/news/stories/s1491190.htm
upi.com/NewsTrack/view.php?StoryID=20051026-r
grani.ru/Society/Science/m.97357.html
grani.ru/Society/Science/m.93805.html
grani.ru/Society/Science/m.92768.html
krugosvet.ru/articles/119/1011997/1011997a2.htm
rostinfo.ru/news/forum - Земля сформировалась раньше, чем принято думать
Как выглядели первые звёзды Вселенной?
|
Представление художника о первых звёздах во Вселенной. Эти звёзды очень быстро сжигают своё
ядерное топливо, быстро и эффектно (со взрывом) умирают. Образующиеся в результате взрывов
гамма-вспышки могут быть обнаружены с помощью спутника NASA Swift, что открывает новое
окно в раннюю историю космоса.
Первые звезды ( по данным компьютерных моделей ) имели:
массу 50-100 Ms, размеры ~ 15 Rs,
температуру поверхности ~ 100000K,
время жизни ~ 3 млн. лет
Как выглядели первые звёзды? Как они жили и как умирали? У астрономов есть идеи на этот счёт, но
нет доказательств. Первые звёзды настолько далеки и образовались так давно, что они невидимы с по-
мощью наших самых лучших телескопов.
Но только до тех пор, пока они не взорвутся. Гиперновые ( наиболее мощные вспышки сверхновых ) и
соответствующие им гамма-вспышки дают астрономам возможность обнаружить свет от самого перво-
го поколения звёзд.
Спутник Свифт (Swift, NASA) уже обнаружил гамма-вспышку (gamma-ray burst, GRB) с красным смеще-
нием 6,29 , что означает, что звезда взорвалась около 13 миллиардов лет назад, когда возраст Вселен-
ной был менее одного миллиарда лет. Теоретики Волкер Бромм ( Volker Bromm, University of Texas at
Austin) и Ави Лоеб (Avi Loeb, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) предсказывают, что около 10 %
всех взрывов, которые Свифт зарегистрирует за время своего операционного времени, будут приходить
с красных смещений 5 и более, т.е. от звёзд, которые жили и умирали в течение первых миллиардов
лет существования нашей Вселенной.
“Большинство гамма-вспышек образуется при взрывах второго и более поздних поколений звёзд,” –
говорит Лоеб. “Но если нам повезёт, то Свифт сможет обнаружить вспышку от одной из самых пер-
вых звёзд, состоящих только из водорода и гелия”.
Из расчётов следует, что такие звёзды, которые по историческим причинам называются звёздами III-го
Населения (Population III), имеют массы в 50- 100 масс Солнца. Звёзды Населения III очень быстро сжи-
гали своё ядерное топливо, а следовательно быстро и эффектно, со взрывом, умирали.
моделирование эволюции звезд первых поколений
“Сейчас мы считаем, что недавняя гамма-вспышка – не от звезды Населения III. Однако её красное сме-
щение довольно большое, что позволяет нам надеяться на возможность обнаружения вспышки от звез-
ды Населения III,” – говорит Бромм.
Ключевой вопрос, исследованный Броммом и Лоебом, - могут ли звёзды Населения III генерировать
гамма-вспышки – очень мощные взрывы, видимые на расстоянии более 13 миллиардов световых лет.
Ответ – "да". Звёзды Населения III достаточно массивны, чтобы взорваться и оставить после себя, в
большинстве случаев, чёрную дыру. Однако, звезда Населения III, по-видимому, должна быть частью
тесной двойной системы для того, чтобы сгенерировать гамма-вспышку.
Компаньон тесной двойной системы может ободрать внешние слои умирающей звезды Населения III
и, соответственно, останется меньше вещества, которое могло бы блокировать взрыв звезды. Поэтому,
струям вещества, образуемым новорожденной чёрной дырой, легче проходить свой путь и генериро-
вать гамма-вспышку с энергией, достаточной для того, чтобы наблюдать её во всей Вселенной.
Около половины ближайших к нам звёзд являются членами двойных или кратных звёздных систем.
Однако, доля двойных, и в частности тесных двойных систем, среди звёзд Поколения III остаётся
неизвестной.
Если двойные системы достаточно распространены среди звёзд Населения III, то образуемые ими
гамма-вспышки с большим красным смещением дадут астрономам идеальную возможность для иссле-
дования самого первого поколения звёзд.
Многие звезды поколения Population III имели массы около 150 солнечных масс подобно
звезде Pistol Star из скопления Quintuplet Cluster, расположенного на расстоянии около
100 световых лет от центра нашей галактики - grani.ru/Society/Science/m.75064.html
Первые звезды во Вселенной могли образоваться уже через ~400 млн лет после Большого взрыва, что
раньше, чем предполагали ученые прежде. В результате взрывов первых сверхновых, звезды рассеива-
ли новообразовавшиеся элементы в пространстве, снова попадавшие в переработку другими звездами.
Так постепенно возникали те химические элементы, которые можно наблюдать в настоящее время. По
оценкам ученых эти процессы наиболее интенсивно шли около миллиарда лет после Большого Взрыва.
В 2001-2002 гг. американский зонд Wilkinson Microwave Anistropy Probe (WMAP) занимался регистраци-
ей космического микроволнового фонового излучения - самого старого излучения во Вселенной, остав-
шегося после Большого Взрыва. WMAP обнаружил излучение ионизованного газа, плавающего между
галактиками. Исследования показали, что этот межгалактический газ был ионизован примерно через
200-400 млн. лет после Большого Взрыва. До сих пор считалось, что излучение, ионизировавшее этот
газ, могли испускать очень массивные звезды. Самые старые звезды в нашей галактике, которые уда-
лось увидеть астрономам, имеют возраст около 13 млрд лет. То есть, они сформировались после обра-
зования первых звезд из того газа и тяжелых элементов, которые были выброшены в космос звездами
самого первого поколения.
Американские астрофизики считают, что первые звезды могли иметь массу 20-100 масс Солнца, и их
излучения хватило бы для ионизации межгалактического газа. И что более важно, звезды второго по-
коления, получившиеся из вещества, выброшенного в космос после того как первые звезды взорвались
как сверхновые, имели бы "правильное" соотношение тяжелых элементов - то самое, которое регистри-
руют сейчас в очень старых звездах наземные телескопы .
Структуры звездных скоплений из звезд первых поколений
ссылки:
spaceflightnow.com/news/n0509/23firststars
solstation.com/x-objects/first.htm
