Международная группа исследователей впервые объяснила происхождение кальция в ранних звездах. Астрофизики считают, что впервые этот элемент возник во Вселенной во время медленного процесса кипения в сердцах ранних звезд, а не в результате взрывов сверхновых.
Примерно через 13,8 млрд лет назад вскоре после Большого взрыва во Вселенной существовали только самые легкие элементы — водород, гелий и литий. Все более тяжелые химические элементы образовались позже во время ядерных процессов в звездах. В новой работе исследователи показали, что в процессе ядерного синтеза в первых звездах (звезды поколения III) самым тяжелым элементом был кальций.
Ранее считалось, что образование кальция происходило во время мощных взрывов сверхновых после смерти первых звезд. Теперь астрофизики показали, что этот элемент может формироваться уже в процессе жизни звезд.
Наше исследование впервые описывает, как была произведена большая часть этого кальция: во время спокойного кипения горящего водорода, а не во время сильного взрыва сверхновой.
Александр Хегер, профессор из Школы физики и астрономии Университета Монаша
В 2014 году австралийские астрономы наблюдали старейшую звезду, когда-либо известную людям, красную гигантскую звезду K-типа SMSS0313-6708. Наблюдения с помощью космических телескопов показало, что состав этой звезды включает литий, углерод, магний и кальций. Однако происхождение кальция в звезде оставалось загадкой.
Исследователи провели серию экспериментов в Китайской подземной лаборатории Цзиньпин, которая расположена под горой Сычуань на глубине 2,4 км. Исследование показало, что, как только горение водорода в ядре звезды завершено, оно продолжается в оболочке. При этом новые стадии горения начинаются внутри гелиевого ядра. Эксперименты подтвердили гипотезу о том, что кальций возникает в результате ключевой реакции прорыва цикла углерода, азота и кислорода.
