Новости химической науки > В межгалактическом пространстве обнаружены «залежи» металлов

Каждый химик знает, какие вещества он загрузил в колбу для синтеза и может предполагать, какие вещества он оттуда выделит. Однако знают ли химики, какие элементы бурлят в горниле Вселенной?

Картинка визуализирует рентгеновское излучение газового облака, локализованного в кластере Персея. Энергия излучения эквивалентна 55 миллионам °С. Белая рамка показывает точное место, в котором рентгеновский телескоп Сузаку обнаружил хром и марганец. Угловые размеры снимка составляют два градуса (это примерно вчетверо больше размеров полной Луны). (Рисунок из The Astrophysical Journal, 2009; 705 (1): L62)

Наиболее распространенными элементами, наблюдающимися в космическом пространстве, являются водород и гелий. Остальные, более тяжелые, химические элементы, представлены во Вселенной в меньшей степени. Исследование относительной распространённости химических элементов и их изотопов в космосе является важным источником информации о процессах нуклеосинтеза и об эволюции Вселенной, Солнечной системы и других небесных тел.

Один из проектов поиска тяжелых элементов во Вселенной – совместная работа астрономов, использовавших орбитальный радиоастрономический телескоп Сузаку, специалистов из НАСА и космического агентства Японии посвящена изучению распределения тяжелых элементов в космическом пространстве.

Скопление галактик в Персее. Каждое туманное пятнышко на картинке - галактика. (Рисунок: (с) astronet.ru)

При наблюдении центрального региона галактического кластера Персея (это скопление галактик в созвездии Персея, одно из ближайших к нам скоплений галактик, являющееся частью сверхскопления Рыбы-Персея, которое занимает область на небе размером 15 градусов и содержит более тысячи галактик) телескоп Сузаку обнаружил хром и марганец. Атомы металлов входят в состав горячего газа или «межгалактической среды», расположенной между галактиками.

Возглавлявший изучение кластера Персея Такаюки Тамура (Takayuki Tamura) отмечает, что ранее эти металлы можно было обнаружить лишь во внешней оболочке звезд Млечного Пути или звезд других галактик. Полученные результаты являются первым примером обнаружения металлов в межзвездном и межгалактическом пространстве.

Межгалактический газ в кластере исключительно разогрет и излучает энергию в рентгеновском диапазоне. Детальное изучение рентгеновского спектра газа позволило не только определить характерные сигнатуры хрома и марганца, но и оценить количество различных элементов, находящихся в этом астрономическом объекте.

Регион кластера, в котором Сузаку обнаружил хром и марганец, простирается на 1,4 миллиарда световых лет (около 1/5 от ширины всего кластера Персея). В этом пространстве содержатся огромные количества атомов металлов. Запасы хрома в кластере Персея в 30 миллионов превышают массу Солнца и в 10 миллиардов – массу Земли. Масса марганца, сосредоточенная в межгалактическом пространстве кластера Персея составляет 8 миллионов солнечных масс.

Происхождение этих металлов следующее: в ходе вспышек сверхновых происходит нуклеосинтез тяжелых атомов, течения, создаваемые взрывами сверхновых (космические суперветра) способствуют перемещению тяжелых элементов в разреженное даже по космическим меркам пространство между галактиками. Тамура полагает, что наблюдаемое количество марганца и хрома образовалось в результате разрушений около трех миллиардов сверхновых звезд, миллиарды лет космические суперветра способствовали миграции хрома и марганца из галактик, входящих в кластер, в межгалактическое пространство.

Для полной картины эволюции вселенной необходимо понимание особенностей образования тяжелых элементов (когда, где и как они образовались), включая и элементы, ключевые для появления и развития жизни. Сотрудник обсерватории Сузаку и соавтор исследования Коджи Мукаи (Koji Mukai) отмечает, что новая работа является одной из многочисленных попыток определить детали космохимических процессов, результаты по изучению кластера Персея – часть в изучении всех процессов, посвященных образованию химических элементов во Вселенной.

Источник: The Astrophysical Journal, 2009; 705 (1): L62 DOI: 10.1088/0004-637X/705/1/L62

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия