Дейтерій у Всесвіті
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Довгий час один із важких ізотопів водню – дейтерій (D) не спостерігався ніде, крім Землі. На Землі на один атом дейтерію припадає 10 000 атомів водню. І ось нещодавно американські радіоастрономи визначили вміст дейтерію у міжзоряному середовищі. Досліджуючи радіовипромінювання міжзоряних молекул DGH та HCN, вони встановили, що на кожен атом дейтерію в космосі припадає лише 200 атомів водню. Таке співвідношення отримано і при вимірі з американського штучного супутника «Коперник». Ці результати спантеличили астрофізиків. Спробуймо зрозуміти чому.
Зараз не підлягає сумніву, що еволюція Всесвіту супроводжується зміною її хімічного складу. Хімія та історія Всесвіту нерозривно пов’язані. Де і коли змінювався хімічний склад?
На ранній стадії розширення Всесвіту, коли щільність і температура речовини були величезними, ядерні перетворення протікали інтенсивно. Тоді й було закладено фундамент сучасного хімічного складу. Надалі основними постачальниками хімічних елементів, особливо важких, стають зірки та ядра галактик. Якщо кількість дейтерію Землі можна пояснити формуванням його на ранній стадії розширення Всесвіту, то щоб пояснити високий вміст дейтерію в міжзоряному середовищі, доводиться допустити дуже малу середню щільність речовини у Всесвіті. Але навіть прийнявши (з великою натяжкою) таке пояснення неможливо уявити, що первозданний дейтерій зберігся до наших днів.
Дейтерій — гарне ядерне пальне, і якщо міжзоряний газ повністю пройшов зоряну стадію, а це, мабуть, так, майже весь дейтерій повинен був згоріти в ядерних реакціях. Як відтворюється дейтерій у космосі?
Американські астрофізики Ф. Хойл і В. Фаулер вважають, що дейтерій може утворюватися в ударних хвилях при спалахах наднових зірок і вибухах в ядрах галактик. Виникає дейтерій і при розщепленні прискорених ядер гелію, коли вони стикаються один з одним, або внаслідок захоплення протоном нейтрону, що утворюється при розльоті ядер гелію.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.