• USD 63.84 +0.10
  • EUR 71.00 +0.09
  • BRENT 59.47

В России физики экспериментально воссоздали среду образования первых звезд

Источник электронов, разработанный в ИФП СО РАН. Фото: sbras.info

Ученые обнаружили, что концентрация ионов гидрида гелия — одной из первых молекул, возникших во Вселенной и определявших скорость формирования звезд — существенно превышает величину, предсказанную ранее теоретически. В эксперименте, который прошел в Институте ядерной физики общества им. Макса Планка (Гейдельберг, Германия), участвовали сотрудники Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН. Исследования опубликованы в журнале Science.

Известно, что газ, из которого образовались первые звезды, состоял из молекул водорода (H2), протодейтерия (HD), ионов гидрида гелия (HeH+) и гидрида лития (LiH), поясняют ученые. Считается, что ионы HeH+, обладающие наибольшим дипольным моментом, определяют скорость остывания газовых облаков до температуры, при которой происходит их гравитационный коллапс и зарождаются первые звёзды. Поэтому знание концентрации этих ионов в газовых облаках ранней Вселенной необходимо для понимания эволюции первичного газа. Концентрация ионов гидрида гелия в газовых облаках определяется вероятностью распада этих частиц на нейтральные атомы гелия и водорода при столкновении с электронами. Предыдущие измерения вероятности распада ионов гидрида гелия проводились при комнатной температуре, однако действительная температура Вселенной в эпоху появления первых звезд, по оценкам учёных, была около 6 Кельвин, то есть — 267º С. Выяснилось, что в таких условиях концентрация ионов HeH+ резко увеличивается.

Провести эксперименты при 6 К удалось благодаря недавно построенному в Гейдельберге криогенному кольцевому накопителю ионов — Cryogenic Storage Ring (СSR). Ионы гидрида гелия циркулировали в СSR в течение нескольких сотен секунд без столкновений, а затем встречались с «холодными» электронами, которые двигались с одинаковыми скоростями в одном направлении с ионами. Столкновения электронов с ионами HeH+ приводили к их нейтрализации и последующему распаду. Регистрировалось количество образовавшихся нейтральных атомов водорода и гелия, а также их энергии и углы разлёта. Оказалось, что скорость распада ионов гидрида гелия на атомы примерно в 80 раз ниже, чем считалось ранее.

«Вклад сибирских ученых в данный эксперимент заключался в создании миниатюрного полупроводникового излучателя „холодных“ электронов, который обеспечил предельно малый разброс их скоростей. Пучок этих частиц использовался как для охлаждения ионного пучка, так и для „превращения“ HeH±ионов в нейтральные атомы гелия и водорода. Полупроводниковый эмиттер для источника электронов разработан в ИФП СО РАН с участием большого количества исследователей. Нужно отметить, что участники обсуждаемой работы Дмитрий Орлов и Андрей Шорников закончили Новосибирский государственный университет и ранее работали в нашем институте именно по этой тематике», — прокомментировал российский соавтор статьи в Science заведующий лабораторией неравновесных процессов в полупроводниках ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Терехов.

Результаты лабораторного изучения закономерностей формирования первых молекул во Вселенной появились очень своевременно. В ближайшее время планируется запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб» — сменщика «Хаббла». Миссия проекта «Джеймс Уэбб» — поиск и изучение излучения первых звезд и галактик, появившихся на раннем этапе эволюции Вселенной после Большого взрыва. Совместный анализ экспериментальных результатов, полученных физиками на Земле и в космосе имеет большое значение для детального понимания физических процессов, происходивших в ранней Вселенной.

Постоянный адрес новости: eadaily.com/ru/news/2019/10/13/v-rossii-fiziki-eksperimentalno-vossozdali-sredu-obrazovaniya-pervyh-zvezd
Опубликовано 13 октября 2019 в 01:38
Наука в Сибири
Все новости
Загрузить ещё
Октябрь 2019
30123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031123
Facebook
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. Осталась только Дания: трубоукладчик ушел, но обещал вернуться 23898
  2. Eugal поддержит Opal, если «Северный поток-2» не запустят вовремя 17382
  3. Пять кораблей НАТО вошли в Черное море 13895
  4. Трубоукладчик «Северного потока-2» притормозил у Дании 12538
  5. Назарбаев на встрече с Зеленским признался, что неравнодушен к Украине 9688
  6. Президента Киргизии могут отстранить от должности из-за его брата 7733
  7. Cлед убитого в Киеве «врага Кадырова» ведет к экс-премьеру Дагестана 7499
  8. «Пограничная деятельность США» в Азербайджане и беспорядки в Баку 7343
  9. Республикам Донбасса предложили потребовать роспуска Украины 5783
  10. Владелец нефтяной компании застрелился на даче в Барвихе — СМИ 4158
  1. В Самаре предприниматель изготовил из 5 тонн сырья 30 тонн сливочного масла 88841
  2. Трубоукладчик «Северного потока-2» притормозил у Дании 73694
  3. Eugal: продолжение «Северного потока-2» в Германии готовят к запуску 59340
  4. Спецназ США пришёл на помощь Азербайджану после «нападения армян» 46765
  5. Республикам Донбасса предложили потребовать роспуска Украины 33046
  6. Пива нет! Ни один из проверенных напитков не соответствует ГОСТу 29921
  7. Осталась только Дания: трубоукладчик ушел, но обещал вернуться 23898
  8. Пять кораблей НАТО вошли в Черное море 21180
  9. Спекуляции на транзите газа начали приносить Украине деньги 19675
  10. Eugal поддержит Opal, если «Северный поток-2» не запустят вовремя 17382
  1. С трубоукладчика «Северного потока-2» сняли охрану 113389
  2. После обидных слов Зеленского Германия откатывает от санкций против России 101811
  3. В Самаре предприниматель изготовил из 5 тонн сырья 30 тонн сливочного масла 88841
  4. Пассажирам старше 60 лет РЖД сделает 50-процентную скидку 85315
  5. В Испании семье Назарбаева принадлежит роскошная усадьба — СМИ 76717
  6. Трубоукладчик «Северного потока-2» притормозил у Дании 73694
  7. Американская семья удочерила девочку с Украины и сбежала от нее в Канаду 69209
  8. Eugal: продолжение «Северного потока-2» в Германии готовят к запуску 59340
  9. Пива нет! Ни один из проверенных напитков не соответствует ГОСТу 58083
  10. Список «врагов Украины» пополнили четыре российских актера 57610