Обнаружены звезды, которые могут быть источником кальция во Вселенной

Ученые выявили потенциально новый тип сверхновых звезд, который может являться основным источником кальция во Вселенной.

Об этом сообщается в двух независимых статьях, опубликованных в журнале Nature.

Кальций не только входит в состав планет, похожих на Землю, но и является жизненно важным элементом для всех органических существ.

Считается, что кальций во Вселенной формируется в результате ядерных реакций в недрах массивных звезд, превышающих по массе Солнце примерно в десять раз, которые завершают свой жизненный цикл мощным взрывом.

Этот взрыв происходит в результате сжатия звезды под действием собственной силы тяжести и сопровождается выбросом энергии и вещества в космическое пространство. Такие сверхновые называются сверхновыми типа II и являются сравнительно редким явлением во Вселенной. Сверхновые типа II оставляют после себя сверхплотные нейтронные звезды или черные дыры.

Другим, более распространенным типом сверхновых являются сверхновые типа Ia, которые формируются в системах двойных звезд. Они представляют собой белые карлики - горячие карликовые звезды, сформированные материей, оставшейся после выгорания водородного топлива звезд, похожих на наше Солнце.

В двойных системах звезд такие карлики могут с течением времени за счет гравитационных сил перетягивать на себя материю со звезды-компаньона. Это приводит к некоторому критическому увеличению их массы, после достижения которой в их ядре запускаются термоядерные реакции, приводящие к взрыву звезды. Эти звезды, в основном, обогащены кислородом и углеродом и не могут отвечать за насыщение Вселенной кальцием.

Именно поэтому астрономам до последнего времени не было до конца понятно происхождение этого важного для существования жизни элемента в наблюдаемых количествах.

Авторы новых публикаций полагают, что обнаружили новый тип сверхновых звезд, которые могут быть основным источником кальция во Вселенной, однако их интерпретация космических наблюдений несколько различна.

Дело в том, что массивные звезды, взрывающиеся сверхновой II типа, имеют очень короткий жизненный цикл, иногда всего 30 миллионов лет, а потому наблюдаются только в молодых галактиках, где происходит активное формирование новых светил.

В первой из статей, посвященной SN 2005cz, группа ученых во главе с Коджи Кавабатой из Университета Хиросимы в Японии приводит данные шестимесячных наблюдений за свечением звезды.

Ученые обнаружили в спектре этого свечения яркий сигнал, соответствующий кальцию, что однозначно указывает на тип II сверхновой. Кроме того, та область галактики, в которой была обнаружена звезда, показывает признаки нового звездообразования, что может объяснить и формирование SN 2005cz в таком старом звездном скоплении.

Таким образом ученые приходят к выводу, что эта сверхновая все же подпадает под описание сверхновых типа II, хотя слишком быстрое угасание ее свечения и указывает на некие отклонения от этой модели. Их коллеги, ставшие авторами второй публикации с этим не согласны.

Под руководством Хагаи Питерса из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в США ученые пришли к заключению, что обе сверхновые взорвались в двойных системах звезд и представляют собой белые карлики, обогащенные гелием, а не водородом, как большинство из них.

Согласно представлениям ученых, даже небольшой доли гелиевых белых карликов среди этого класса звезд может быть достаточно для производства наблюдаемого во вселенной количества кальция.

Эта идея уже нашла отклик среди астрофизиков. Так Стэнфорд Вусли из Калифорнийского университета в Санта-Крус, мнение которого приводит Интернет-издание Science NOW, полагает, что работа Питерса может описывать один из гораздо большего количества типов взрывов сверхновых, которые существенно менее ярки по сравнению с известными астрономам, а потому начинают проявляться в космических наблюдениях только теперь.