Вольфганг Пальц - Триумф солнечного века. Революция возобновляемых источников

Но космос – отнюдь не застывшая в вечности световых лет реальность, а наоборот – динамичная, эволюционирующая система, составляющие его галактики, а тем более звезды, не только находится в движении, но и активно обмениваются веществом. Например, в 2017 году, в ходе крупномасштабного моделирования процессов обмена веществом между галактиками, американские астрономы выяснили, что до 50 % материала в нашем Млечном Пути на самом деле – захваченное вещество других галактик! Это позволяет нарисовать картину галактических слияний длительностью в миллиарды лет, известную как модель «галактического каннибализма».

Наша Солнечная система обязана своим существованием взрыву одной или нескольких сверхновых, создавших для этого исходное вещество. Как упоминалось выше, сверхновые звезды теряют устойчивость и взрываются, рассеивая вокруг тяжелые элементы, которые иначе не смогли бы появиться во Вселенной – они обязаны своим существованием термоядерным реакциям, идущим только в недрах звезд. Термоядерный синтез – основной источник энергии, питающий свечение звезд и создающий как энергию света, так и все элементы вещества, которые тяжелее водорода и гелия. Наша Земля, ее биосфера и мы сами сделаны из материала, созданного взрывами сверхновых, за исключением легких элементов, таких как водород. Вся земная вода, в частности, содержит водород, родившийся непосредственно из Большого Взрыва.

С 1987 года, уже около 30 лет, астрономы наблюдают коллапсирующую сверхновую звезду, которая находится на расстоянии 163 000 световых лет от нас в соседней галактике. Это ближайшая к нам сверхновая на пике взрыва давала излучение, как 100 миллионов Солнц. Большая часть ее светимости была вызвана распадом радиоактивного кобальта, возникшего при синтезе, обусловленном гравитационным коллапсом, в ходе которого сверхновая катастрофически сжалась, но вскоре восстановила свой размер за счет вновь зажегшегося термоядерного синтеза.

Исследователи эволюции звезд полагают, что и наше Солнце могло образоваться из остатков таких сверхновых.

Общая теория происхождения Солнца говорит о том, что все началось с гигантского облака молекулярного газа около 65 световых лет в поперечнике, похожего на те, которые существуют до сих пор в нашей галактике. Такие молекулярные облака могут быть, как и все во Вселенной, огромными – их масса более чем в 300 000 раз больше массы Солнца. Облака могут образовываться и распадаться очень быстро по космическим масштабам – менее чем за 10 миллионов лет. Считается, что Солнце сформировалось из «протопланетного диска» менее чем за 50 миллионов лет, что тоже представляет собой относительно короткий по масштабам Вселенной период. При этом важно, что Солнце не было сформировано в одиночку – оно возникло в кластере других звезд, содержавшем от 1000 до 10 000 его звезд-ровесниц.

Недавно была высказана идея, что все обстоит еще сложнее, чем думали раньше, и это вдвойне интересно для нас, ведь разговор в этой книге идет о Солнце. В 2012 году профессор Матье Гунелле (Matthieu Gounelle), куратор уникальной коллекции образцов «небесных камней» Национального музея естественной истории в Париже, провел моделирование формирования звезд для объяснения высоких содержаний магния-26 и никеля-60 в астероидах. Его модель опирается на представление о том, что исходно однородная большая туманность начала сжатие под действием собственного тяготения около 4,6 миллиарда лет назад, в результате чего возникло начальное поколение звезд – те звезды, которых никто не видел, так как они давно взорвались.

Их число, видимо, было очень невелико – порядка 5000, и они составили первичное «звездное население», которое теперь принято называть поколение III (Population or POP III), так как оно было открыто в последнюю очередь. Это население составили безуглеродные звезды, достигающие огромных масс – сотен или даже тысяч масс Солнца. Зажигаясь, эти гигантские звезды создают такое давление излучения вокруг себя, что разгоняют окружающее их вещество и в результате не могут подпитываться материей, захватываемой их полем тяготения. В результате, спустя примерно 5 миллионов лет, исходное топливо подходит к концу, звезда теряет устойчивость и происходит катастрофический взрыв; большинство звезд начального населения взорвались как сверхновые, освободив тем самым тяжелые элементы. Еще через 2 миллиона лет оставшаяся часть туманности окончательно сжалась, что привело к образованию второго поколения звезд (Population or POP II). Некоторые из этих звезд имели массу порядка 30 масс нашего Солнца (это неустойчивые красные гиганты, склонные к распаду).