Звёздное рождение Титана

  Астрономы получили прямое доказательство синтеза тяжёлых элементов при взрыве сверхновых. Таким доказательством стало открытие жёсткого рентгеновского излучения радиоактивного изотопа титана-44 от остатка сверхновой SN1987А. Об этом исследователи из ИКИ РАН и Европейского центра космических исследований и технологий (ESTEC) сообщили в письме, опубликованном в журнале «Nature»18 октября 2012 года. На сегодняшний день господствующая гипотеза об образовании веществ во Вселенной гласит, что элементы легче углерода и кислорода получаются в ходе термоядерных реакций в недрах звёзд. Самые массивные из них способны производить углерод и кислород. Синтез более тяжёлых ядер требует процессов, сопровождающихся существенно большим выделением энергии. Как полагают астрофизики, такие процессы могут протекать лишь при взрыве сверхновых, в ходе которых и рождаются тяжёлые элементы. Сверх-новыми называют звёзды, блеск которых при вспышке (взрыве) увеличивается в десятки раз, порою превышая светимость их галактик. Взрыв сверхновой — финальная стадия жизни звезды, при этом её ядро коллапсирует под собственным весом, и выделившаяся в результате коллапса энергия «разметает» по пространству внешнюю оболочку, тем самым выбрасывая наружу синтезированные элементы. Обогащение межзвёздной среды кремнием, кальцием, железом, другими элементами этой группы и сделало возможным образование планет земного типа и зарождение жизни.
Однако прямых подтверждений этой концепции до сих пор было не так много. Среди наиболее убедительных — регистрация оптического, рентгеновского и гамма-излучения от радиоактивного распада кобальта-56 в железо-56 в остатке сверхновой SN1987А. Последняя вспыхнула в Большом Магеллановом Облаке 25 лет назад и стала единственной близкой (160 тысяч световых лет) и яркой сверхновой, наблюдавшейся человечеством за последние 450 лет.
 Авторы опубликованного в «Nature» письма сообщают, что открытие жёсткого рентгеновского излучения изотопа титана-44 сделано на основе длительных наблюдений (2003—2011) Большого Магелланова Облака с помощью международной астрофизической обсерватории ИНТЕГРАЛ (сокращение от INTErnational Gamma Ray Astrophysical Laboratory). На основе измеренных потоков излучения астрофизики оценили массу образовавшегося при взрыве титана-44 приблизительно в 6×1026 кг, что составляет 0,03% массы Солнца или примерно 100 масс Земли. Эта величина несколько превышает теоретические расчёты, что может свидетельствовать как о не совсем обычном режиме взрыва сверхновой, так и о несовершенстве теоретической модели. Поэтому прямые наблюдения линий титана-44 очень важны для дальнейшего моделирования процессов, происходящих при взрывах сверхновых.
 Сообщение об открытии жёсткого рентгеновского излучения радиоактивного изотопа титана-44 совпало с десятилетием запуска ИНТЕГРАЛа, отмечавшимся за день до выхода публикации. Обсерватория исследует Вселенную в жёстком рентгеновском и гамма-диапазонах энергий. Объекты изучения — взрывы и остатки сверхновых, нейтронные
звёзды, чёрные дыры, белые карлики, аннигиляция антивещества, свечение межзвёздной среды под действием космических лучей высоких энергий и другие «бурные» процессы в нашей Вселенной. Благодаря данным, полученным с помощью орбитальной обсерватории, современные знания о Вселенной значительно расширились. Вдвое увеличилось число известных объектов на небе, стала понятна природа рентгеновского свечения галактики, то есть решена проблема так называемого рентгеновского «хребта» галактики. Открыты нейтронные звёзды в коконах пыли и газа и вспыхивающие нейтронные звёзды в двойных системах со сверхгигантами, механизмы нетеплового излучения чёрных дыр и магнитаров — нейтронных звёзд со сверхсильными магнитными полями. Получила подтверждение гипотеза, что сверх массивная чёрная дыра в ядре нашей Галактики была активна ещё совсем недавно — около 300 лет назад. Обнаружено, что активные сверх массивные чёрные дыры в ближней Вселенной распределены неравномерно, отражая распределение материи в целом.
  ИНТЕГРАЛ будет работать до 2014 года, а возможно, при продлении финансирования, и до 2016-го.

 По информации
Института космических
исследований РАН.  «Наука и жизнь» № 12, 2012.