Загадка необходимого для жизни элемента: ученые нашли источник возникновения фосфора

Фосфор является одним из важнейших химических элементов, которые необходимы для жизни, но его происхождение остается загадкой. Предполагается, что некоторое количество фосфора может быть создано во время взрыва сверхновой II типа, но этот источник не может объяснить обилие химического элемента и его распределение внутри галактики. Авторы нового исследования, опубликованного в издании The Astrophysical Journal Letters, считают, что главным источником появления фосфора являются не взрывы сверхновых, а взрывы новых. Если это так, то данное отрытые будет иметь важные последствия для поиска внеземной жизни, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Одним из химических элементов, которые необходимы для появления и развития жизни, является фосфор. Но другие подобные элементы, такие как углерод и водород являются очень распространенными в галактиках. Но различия в концентрации фосфора между звездами считаются чем-то вроде загадки. Этот элемент образуется не так легко, как другие, а потому ученые уже давно занимаются поиском источника его происхождения.

Авторы нового исследования считают, что этим истопником являются такие космические взрывы, как кислородно-неоновые новые. Все новые возникают на поверхности звезд белых карликов, которые находятся в двойной системе рядом со звездой красным гигантом. Белый карлик, который меньше красного гиганта, притягивает к себе вещество, выброшенное из более крупной звездой. В результате вокруг белого карлика формируется аккреционный диск из материи, которая по спирали постепенно падает на поверхность этой звезды. Когда на поверхности белого карлика накапливается слишком много горячей материи, то происходит термоядерный синтез и очень яркая вспышка. Это и есть взрыв новой.

Такие взрывы иногда классифицируют по химическим элементам, которые являются наиболее заметными в их электромагнитном спектре. Кислородно-неоновые новые последние 20 лет астрономы подозревают в том, что они могут быть источником производства большого количества фосфора, в отличие от других типов подобных взрывов. Поскольку некоторые новые взрываются часто по космическим меркам в течение длительных периодов времени, то совокупное производство фосфора может быть очень большим.

По словам ученых, кислородно-неоновые новые возникают на белых карликах, масса которых как минимум на 25% больше массы Солнца. Эти звезды появляются в результате смерти обычных звезд, часто похожих на Солнце. Но для того, чтобы появился белый карлик с такой массой, умершая звезда должна иметь изначальную массу, которая в 7-9 раз больше массы Солнца. А такое происходит относительно редко.

Авторы исследования смоделировали ожидаемые концентрации фосфора в звездах, если большая его часть образовалась в результате взрыва кислородно-неоновой новой. В результате они получили близкое совпадение с наблюдаемыми данными.

Авторы считают, что кислородно-неоновые новые были очень распространенным явлением в нашей галактике примерно 8 млрд лет назад. Таким образом они наполнили космос фосфором. Когда частота появления этих взрывов снизилась, то концентрация фосфора уменьшилась.

Химические элементы, созданные во время взрыва сверхновых, разлетаются на огромные расстояния по всей Вселенной, но во время взрыва новых этого не происходит. Образованный фосфор, по словам ученых, попадет в близлежащие газовые облака, которые позже станут звездами.

Тем не менее остается вопрос, насколько широко распространен фосфор. Возможно, распределение фосфора в галактике весьма неравномерно, и многим планетам не хватает такой концентрации этого элемента, чтобы возникало такое разнообразие жизни, как на Земле, говорят ученые.

Если теория верна, то взрыв кислородно-неоновой новой должен производить хлор вместе с фосфором. Ученые предлагают изучить распределение хлора, чтобы проверить свою теорию.

Как уже писал Фокус, то, что астроном Вера Рубин увидела в спиральных галактиках, навсегда изменило физику. Ее открытие было настоящим научным прорывом и изменило понимание Вселенной.