Куда делся литий?

После Большого взрыва первичный «суп» состоял из водорода, гелия, которого было поменьше, и совсем небольшого количества лития. Но вот беда: последнего должно быть намного больше, чем мы наблюдаем сейчас. Что не так с нашими теориями?

Строго говоря, при нынешнем уровне наших наблюдений ошибки быть не должно: лития очень мало. Ситуация однозначно намекает на какую-то новую физику, неизвестный нам процесс, имевший место сразу после Большого взрыва.

Самое свежее исследование на эту тему затронуло наименее изменившиеся после Большого взрыва регионы — атмосферы старых звёзд, находящихся на периферии Млечного Пути. Поскольку они изолированы от ядра, где литий может нарабатываться, вероятность позднего загрязнения, влияющего на результаты, должна быть крайне мала. В их атмосферах лития-7 обнаружено всего около трети от уровня, предсказанного моделированием. Причины? Одно из предложенных объяснений: он утонул. Литий из атмосферы звёзд просто начал тонуть в веществе светил, постепенно добираясь до их недр. Поэтому его и не видно в их атмосферах.

Оценки присутствия лития в Малом Магеллановом Облаке (красная точка), диске нашей Галактики (лиловый) и её периферии (синий) (здесь и ниже иллюстрации Christopher Howk et al.).
Оценки присутствия лития в Малом Магеллановом Облаке (красная точка), диске нашей Галактики (лиловый) и её периферии (синий) (здесь и ниже иллюстрации Christopher Howk et al.).

Кристофер Хок из Университета Нотр-Дам (Индиана, США) вместе с коллегами взялся проверить результаты на основе данных по Малому Магелланову Облаку, галактике-спутнику Млечного Пути. А чтобы избавить данные от эффекта «погружения лития» и прочих влияний местных звёздных процессов, исследователи проанализировали содержимое межзвёздного газа в этой карликовой галактике, предполагая, что уж он-то должен гордиться своим литием: ему здесь просто не в чем тонуть.

Используя наблюдения Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, астрономы обнаружили там именно столько лития, сколько предсказывала модель Большого взрыва, о чём было поведано в журнале Nature. Но и это, увы, не слишком помогло в решении вопроса. Дело в том, что литий постоянно образуется во Вселенной в ходе естественных процессов, а сверхновые взрывами равномерно разносят его по Метагалактике, подобно всем остальным наработанным в недрах элементам. Новые результаты, по словам Кристофера Хока, лишь усугубили литиевую загадку: «Говорить о решении этой проблемы можно только в том случае, если со времён Большого взрыва никаких изменений в количестве имеющегося лития не происходило». И то только в масштабах Малого Магелланова Облака!

Самое главное: очень трудно представить себе, что за 12–13 млрд лет термоядерного синтеза, создавшего те самые тяжёлые элементы, которые делают возможной жизнь на Земле, литий почему-то не вырабатывался. По крайней мере наши сегодняшние представления о термоядерном нуклеосинтезе не позволяют выдвинуть такую гипотезу.

Интересно, что количество лития связано в металличностью, но эта нелинейная зависимость не получила пока бесспорного теоретического объяснения.
Интересно, что количество лития связано в металличностью, но эта нелинейная зависимость не получила пока бесспорного теоретического объяснения.

Хуже того, новая работа Мигеля Пато из Мюнхенского технического университета (Германия) и Фабио Йокко (Fabio Iocco) из Стокгольмского университета (Швеция) показала, что не только сверхмассивные чёрные дыры в ядрах галактик, но и самые обычные (и более многочисленные) ЧД звёздного происхождения должны генерировать литий в своих аккреционных дисках, причём весьма интенсивно.

Теперь же получается, что практически каждый микроквазар (попросту система ЧД — аккреционный диск) должен создавать литий. А ведь теоретически их должно быть намного больше, чем СМЧД, отмечает Мигель Пато.

Словом, ясности в этом вопросе пока нет. Кристофер Хок, к примеру, предполагает, что сразу после Большого взрыва во Вселенной могли идти какие-то экзотические с физической точки зрения реакции, в которых участвовали частицы тёмной материи, и они подавляли образование лития. Это могло бы объяснить то, что в Малом Магеллановом Облаке лития оказалось больше, чем в нашей Галактике: карликовые галактики, к которым относится ММО, должны были менее активно притягивать тёмную материю в ранней Вселенной. А значит, и эти гипотетические реакции меньше влияли на концентрацию лития в них. Проверить эту идею г-н Хок намерен при помощи более углубленного изучения Малого Магелланова Облака…

Подготовлено по материалам NewScientist.

17 Ноября 2012, 5:43    den    14397    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.