Форумы Специализированные » Компас Вселенной Космические новости

Большая часть предыдущих моделей ранней вселенной, в которой облака первичного (primordial) газа резко сжимались с образованием первых светящихся объектов, исходит из того, что первые звезды формировались на удалении друг от друга.

Ведущий автор Мэтью Турк (Matthew Turk) из Стэнфордского университета ( Stanford University) и его коллеги создали компьютерные модели, в процессе работы которых центральный кластер первичной материи массой, почти в 50 раз превышающей массу Солнца, распадается на два ядра, причем соотношение их масс составляет два к одному. Оба ядра могут остывать и раздуваться за счет наращивания материи из располагающегося поблизости резервуара со сжатым газом ", - и, по всей видимости, сформируют систему двойной звезды", - пишут авторы.

Полученные результаты могут также иметь значение для обнаружения как гравитационных волн - возмущений, предсказанных общей теорией относительности, которые еще не были прямо обнаружены -, так и ультраэнергетических взрывов, известных под названием гамма-всплесков, поскольку двойные звезды, как предполагается, находятся рядом с источниками обоих этих явлений.

В двух независимых научных публикациях, самая последняя из которых печатается в десятом (июльском) выпуске журнала Physical Review Letters, астрофизики показывают, что такое распределение гамма-излучения можно, кстати говоря, объяснить распространением по галактике “позитронов антиматерии”, образующихся при радиоактивном распаде элементов, который порождается взрывами массивных звезд в галактике. Это означает, - сказали ученые, - что наблюдаемое распределение гамма-излучения не является доказательством в пользу темной материи.

“Это не такая великая тайна”, - отметил Ричард Лингенфельтер (Richard Lingenfelter), ученый- исследователь из Центра астрофизики и космических наук университета Калифорнии в Сан Диего, который проводил исследования совместно с Ричардом Ротшильдом (Richard Rothschild), ученым-исследователем из того же университета Калифорнии в Сан Диего (UCSD), и Джеймсом Хайгдоном (James Higdon), профессором физики в колледжах Кларемонта. “Наблюдаемое распределение гамма-излучения, на самом деле, вполне согласуется со стандартной картиной”.

Данные измерений гамма-излучения, выполненных европейским спутником - международной гамма -астрономической лабораторией ИНТЕГРАЛ (INTEGRAL) за последние пять лет, привели астрономов в недоумение, заставив некоторых из них утверждать, что “великая тайна” возникла только потому, что распределение этого гамма-излучения в различных областях галактики Млечный Путь было совсем не таким, которого можно было бы ожидать.

Для объяснения первопричины, порождающей эту тайну, некоторые астрономы выдвинули гипотезу о том, что существуют разные виды темной материи, которая, как допускают астрономы, существует - вследствие необычных гравитационных воздействий на видимую материю, такую как звезды и галактики - но еще пока не обнаружена.

Что доподлинно известно, так это то, что наша галактика - и другие - заполнена микроскопическими субатомными (элементарными) частицами, называемыми позитронами, которые в антиматерии являются аналогами обычных, широко известных электронов. Когда электрон и позитрон сталкиваются друг с другом в космосе, две частицы аннигилируют с высвобождением энергии в виде гамма-излучения. Иными словами, электрон и позитрон перестают существовать, зато появляются два или три гамма-кванта.

”Эти позитроны рождаются при скоростях, близких к скорости света, и путешествуют долгие световые тысячелетия прежде, чем произойдет достаточное их замедление в плотных облаках газа, дающее им шанс соединиться с электроном и аннигилировать в смертельном танце”, объясняет Хайгдон (Higdon).

“Их замедление происходит вследствие сопротивления, оказываемого другими частицами во время их путешествия через космос. Движению позитронов также мешают многочисленные флуктуации в галактическом магнитном поле, которые отбрасывают их назад и вперед в момент прохождения. Все это следует учитывать при расчете среднего расстояния, которое позитроны преодолели, перемещаясь от мест их рождения при взрыве сверхновых”.

”Одни позитроны направляются к центру Галактики, другие - к периферийным сокровищам Млечного Пути, которые носят название галактического гало, а некоторые попадают в спиральные рукава”, - заметил Ротшильд (Rothschild). “Пока подсчитать все это детальным образом не под силу даже самым скоростным суперкомпьютерам, поэтому нам было проще использовать те сведения, которые нам уже известны, например, в отношении того, как электроны перемещаются по солнечной системе, а также наши умозаключения об их перемещении в других местах в космосе, чтобы оценить, каким образом их аналоги в антиматерии проходят через галактику”.

Ученые рассчитали, что большая часть гамма-излучения должна быть сосредоточена во внутренних регионах галактики, именно так, как это демонстрируют данные, полученные со спутника, сообщила группа исследователей в статье, опубликованной в прошлом месяце в Астрофизическом журнале.

“Наблюдаемое распределение гамма - излучения согласуется со стандартной картиной, наблюдаемой в случае, когда источником позитронов является радиоактивный распад изотопов никеля, титана и алюминия, образованных в момент взрыва сверхновых звезд более массивных, чем Солнце” , - сказал Ротшильд (Rothschild).

В своей совместной статье, напечатанной в еженедельном выпуске Physical Review Letters, ученые указывают на то, что основная посылка одного или более экзотических объяснений по поводу предполагаемой тайны - распадов или аннигиляций темной материи - не выдерживает критики, поскольку предполагает, что позитроны аннигилируют на очень близком расстоянии от взорвавшихся звезд, породивших их.

“Мы наглядно продемонстрировали, что это не так, и что распределение гамма-излучения, наблюдаемое со спутника, оборудованного техникой, регистрирующей гамма-излучение, не является выявлением или индикатором ‘сигнала темной материи’ ” , - сказал Лингенфельтер ( Lingenfelter).

О существовании голубых отставших звезд было известно астрономам еще с начала 1950-х годов, но что они из себя представляют, оставалось астрофизической головоломкой. Этот класс звезд отличается тем, что имеет повышенную температуру и спектр, смещенный в синюю область. Вследствие этого они чётко выделяются на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, старея «медленнее», чем полагается. Своим существованием голубые отставшие звезды нарушают стандартные теории звездной эволюции, по которым все звезды должны находиться в пределах четко определенных границ кривой диаграммы Герцшпрунга — Рассела.


Ранее астрономы считали, что процесс омоложения подобных звезд связан в первую очередь с тем, что отставшие звезды являются «вампирами» в бинарных системах: высасывая свежий водород из своих звезд-спутников, они используют его для обогрева и поддержания своей молодости. Сейчас астрономы уверены, что, кроме голубых звезд-«вампиров», есть еще один класс голубых отставших звезд. Это звезды, которые получили свое топливо, полностью поглотив звезду-компаньона. Новейшие исследования показывают, что, полностью сливаясь, соседствующие звезды объединяются, смешивая свое ядерное топливо и вновь разжигая «пожар» ядерного синтеза.



На иллюстрации зелеными кружками отмечены 42 звезды в балдже Млечного Пути, которые относятся к классу голубых отставших.

Голубые отставшие звезды уже находили как в рассеянных и шаровых скоплениях, так и в гало Млечного Пути. Однако наблюдать их в центральной области Галактики мешали более молодые звезды диска, которые лежат на линии наблюдений. Для начала ученые выделили популяцию звезд в балдже и провели детальный анализ скорости движения огромного количества объектов, которые были получены космическим телескопом «Хаббл» в рамках проекта SWEEPS, направленного на поиск экзопланет, движущихся по орбитам небольшого радиуса. Однако специалистам сгодились и эти данные. Обработав собранную космическим телескопом информацию, астрономы выделили почти 180 тысяч звезд, которые, по их расчетам, располагаются именно в балдже. Затем ими были отобраны 42 звезды (на иллюстрации выше они отмечены зелеными кружками), которые по всем данным относятся к популяции голубых отставших звезд.