• USD 73.10 -0.45
  • EUR 86.56 -0.21
  • BRENT 45.51 +2.57%

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
Добавьте EAD в свои источники:Яндекс-Новости Google News
Все новости
Загрузить ещё
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. CNBC: Пока США заняты Китаем, главный сюрприз Западу сделает Путин 77887
  2. «Синьхуа»: Первая группа китайских военных отправилась в Россию 34651
  3. Стало известно, сколько людей на самом деле умирает от Covid в Казахстане 22105
  4. Армянскую армию на турецкий испуг не возьмёшь: Нахичевань на очереди? 19263
  5. В порту Бейрута возле базы ВМС произошел мощный взрыв, есть пострадавшие 18671
  6. Ау, Конституция: прокурор узаконил «Могилу неизвестного фашиста» в Россоши 17910
  7. ЦИК России отказалась посылать наблюдателей на выборы в Белоруссию 16167
  8. В Казахстане у фонда медстрахования снова возникли серьезные проблемы 11429
  9. В Латвии отыскали заброшенный бункер «лесных братьев» 9126
  10. Американский эсминец сломал в Черном море противоракетный радар 8734
  1. CNBC: Пока США заняты Китаем, главный сюрприз Западу сделает Путин 146211
  2. Стало известно, сколько людей на самом деле умирает от Covid в Казахстане 103865
  3. Армению ведут туда, откуда все убегают — Роберт Кочарян о провалах Пашиняна 92917
  4. В ЕАЭС выстроилась длинная очередь — эксперт 83844
  5. «Синьхуа»: Первая группа китайских военных отправилась в Россию 68214
  6. Задержания россиян: кто расставил ловушку, в которую угодил Лукашенко? 66479
  7. Умер военный преступник Андрей Гергерт, главарь «Правого сектора» 64288
  8. Ау, Конституция: прокурор узаконил «Могилу неизвестного фашиста» в Россоши 56050
  9. Москва может ввести персональные санкции в отношении Лукашенко — эксперт 49806
  10. Американский эсминец сломал в Черном море противоракетный радар 43351
  1. От Харькова до Львова: Зеленский в трех днях от Большой гражданской войны 397177
  2. В ВОЗ считают, что «загадочная казахская пневмония» — это все же Covid-19 367871
  3. В Прибалтике жалуются, что Россия не помогла во время энергетического сбоя 183332
  4. Рекордную закупку КНР сравнили с «русским зерновым ограблением» США в 70-х 172445
  5. Алиев: Кричали тысячи, а обратились в военкоматы только полторы сотни 154926
  6. Кадыров и его 14 детей ответили Помпео: «Мы принимаем бой» 154651
  7. CNBC: Пока США заняты Китаем, главный сюрприз Западу сделает Путин 146211
  8. Израиль хочет строить в Чечне центры для беженцев из Африки 132747
  9. Россия предъявила Украине «ультиматум», кто первым моргнёт? 121089
  10. К зарплате бюджетников предъявят новые требования 120907