Образование химических элементов в космических телах 1

Из рис. 42 видно, что после взрыва наступает сильное охлаждение звезды; она сжимается до очень малых размеров, так как в ней нет больше источников ядерных реакций. Сжатие продолжается до тех пор, пока бывшая звезда-гигант не превратится в белый карлик с чрезвычайно большой плотностью. Белые карлики, по-видимому, образуются и после ряда вспышек одних и тех же Новых звезд. Наблюдения подтверждают, что на месте взрыва Новых и Сверхновых звезд всегда можно обнаружить маленькую звезду слабой светимости. Тем самым создавалось впечатление, что от каждой звезды, закончившей свой жизненный путь, остается «звездный труп». Но исследования последних лет показали, что это не так. Из этих «трупов» в определенных условиях, по-видимому, могут создаваться новые звезды, но об этом мы расскажем в последней главе.

Таковы в самых общих чертах основные положения современной теории синтеза химических элементов, которая, безусловно, находится на правильном пути. Она исходит из положений, что химические элементы образуются на всех стадиях эволюции звезд в разнообразных ядерных процессах: термоядерных реакциях синтеза гелия из ядер водорода в их различных вариантах, реакциях присоединения ядер гелия, слияния ядер углерода, медленных и быстрых процессах присоединения нейтронов и, наконец, быстрых равновесных процессах. Каждому состоянию звезды соответствуют определенные ядерные процессы синтеза элементов, и, наоборот, когда заканчивается стадия того или иного ядерного процесса, звезда переходит в качественно новое состояние. Таким образом, эволюция звезды и синтез элементов — два взаимосвязанных и взаимообусловленных процесса.

Безусловно, в описанной выше теории синтеза элементов в звездах еще есть неясные места, многие ее положения недостаточно обоснованы. Однако дальнейшее развитие техники осуществления ядерных реакций в лабораторных условиях и усовершенствование телескопов принесут много новых данных о ядерных реакциях, приводящих к синтезу элементов, что позволит еще глубже проникнуть в тайну рождения ядер химических элементов.

В последней главе мы рассмотрим вопрос о том, какие изменения претерпевают атомы химических элементов, выброшенные в виде туманностей при вспышках Сверхновых и Новых звезд, а также оставшихся в веществе белых карликов. Мы покажем, что судьба их различна.

Глава четвертая ЭВОЛЮЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВО ВСЕЛЕННОЙ

«Есть много данных., что атомы химических элементов тоже совершают свою эволюцию в бесконечной истории мироздания.»

(Н. А. Морозов. «Периодические системы строения вещества. Теория образования элементов»)

Чем глубже проникает человек в тайны природы, тем больше он познает взаимосвязь и сложность ее явлений. Уже теперь стало ясно, что нельзя рассматривать историю развития какого-нибудь космического тела вне связи с другими телами. Тем более невозможно изучать эволюцию химических элементов, рожденных в недрах гигантских звезд и при мощных вспышках Сверхновых, в отрыве от эволюции тех космических тел, в состав которых они входят.

В этой, последней главе мы попытаемся рассмотреть эволюцию атомов химических элементов, которые выбрасываются при вспышке Сверхновых звезд. Следует отметить, что по этому вопросу еще очень мало данных. Однако благодаря усилиям ученых, работающих в различных областях знаний, с каждым годом мы получаем все больше доказательств того, что атомы претерпевают различные превращения даже в таких космических телах, в которых не протекают интенсивные ядерные процессы.

1. Вспышки Сверхновых звезд — источники космических лучей

Первая гипотеза о происхождении космических лучей была высказана Р. Милликеном еще в то время; когда общепринятым было представление об их аналогии с электромагнитным излучением. Милликен предположил, что космические лучи образуются в реакциях синтеза ядер гелия из четырех протонов в космическом пространстве. После установления природы космических лучей эта гипотеза была отвергнута. Взамен ее предлагались другие гипотезы, но только теория, развиваемая в последние годы советскими физиками В. Л. Гинзбургом и И. С. Шкловским, представляет существенный интерес. Согласно этой теории, космические лучи образуются в основном при вспышках Сверхновых звезд. Известно, что при этих вспышках из оболочек красных гигантов выбрасывается огромное количество атомных ядер. Их число предполагается равным около 10⁵¹ частиц на одну вспышку.