Астрофизика с космической скоростью, или Великие тайны Вселенной для тех, кому некогда

Элемент углерод входит в огромное количество разных молекул – соединений с его участием во Вселенной больше, чем всех остальных разновидностей молекул вместе взятых. Учитывая распространенность углерода в космосе – он вырабатывается в ядрах звезд, вытекает на их поверхности и в изобилии извергается в галактическое пространство – нет лучше элемента, чтобы строить биохимию и разнообразие жизни. Следом за ним по распространенности с небольшим отрывом идет кислород – его тоже много во Вселенной, и он тоже вырабатывается в звездах и высвобождается, когда они взрываются. Углерод и кислород – главные ингредиенты известной нам живой материи.

Кремний

А как же не известная нам живая материя? Что можно сказать о жизни, основанной на элементе кремнии? В таблице Менделеева кремний располагается прямо под углеродом, то есть, в принципе, способен создавать такое же богатое портфолио молекул. Правда, в конце концов, по нашим расчетам, победит все-таки углерод, поскольку во Вселенной его в десять раз больше, чем кремния. Но это не останавливает писателей-фантастов, которые держат экзобиологов в постоянном напряжении, придумывая различных кремний-органических инопланетян.

Натрий

Натрий не только входит в состав поваренной соли, но и представляет собой на сегодня самый распространенный светящийся газ в уличных фонарях. Натриевые лампы горят дольше и ярче ламп накаливания, хотя, вероятно, скоро их вытеснят светодиодные, которые при той же мощности горят ярче и обходятся дешевле. Натриевые лампы бывают двух разновидностей: лампы высокого давления, дающие желтовато-белый свет, и более редкие лампы низкого давления – оранжевые. Световое загрязнение неба в любом случае вредно для астрофизики, однако, оказывается, натриевые лампы низкого давления немного лучше, поскольку свет, которым они загрязняют небо, легче вычесть из изображений, получаемых телескопами. Пример сотрудничества гражданского общества и ученых подал город Таксон в штате Аризона – ближайший к Национальной обсерватории Китт-Пик крупный населенный пункт: его муниципалитет по договоренности с местными астрофизиками заменил во всех уличных фонарях лампы накаливания на натриевые низкого давления.

Алюминий

Алюминий составляет почти 10 % земной коры, однако древние люди его не знали, а нашим прапрадедам он был в диковинку. Этот элемент удалось выделить и описать лишь в 1827 году, а в обиход он вошел лишь в конце 60-х годов ХХ века, когда на смену жестяным консервным банкам и оловянной фольге пришли алюминиевые консервные банки и, конечно, алюминиевая фольга (хотя консервные банки мы иногда по старинке зовем жестянками). Полированный алюминий – практически идеальный отражатель видимого света, поэтому сегодня именно им покрывают большинство зеркал для телескопов.

Титан

Титан плотнее алюминия в 1,7 раза и при этом более чем вдвое прочнее. Поэтому титан, девятый по распространенности элемент в земной коре, в наши дни греется в лучах заслуженной славы: ему нашли множество применений, в том числе в протезах и в деталях военных самолетов, словом, везде, где нужен легкий, но очень прочный металл.

Почти везде в космосе атомы кислорода превосходят числом атомы углерода. После того как все атомы углерода расхватали доступные атомы кислорода (сформировав таким образом либо углекислый, либо угарный газ), оставшийся кислород соединяется с другими элементами, например, с титаном. Спектры красных звезд полны сигнатур оксида титана, который, впрочем, встречается и в земных звездах, поскольку звездчатые сапфиры и рубины обязаны своими сверкающими узорами именно вкраплениям оксида титана в кристаллическую решетку.

Более того, белая краска, которой покрывают купола телескопов, тоже содержит оксид титана, который ко всему прочему прекрасно отражает инфракрасную часть спектра, поэтому воздух вокруг телескопа гораздо меньше нагревается от солнечного света. Ночью, когда купол открыт, температура воздуха в куполе вокруг телескопа быстро выравнивается с температурой ночного воздуха, поэтому свет от звезд и других космических объектов виден четко и незамутненно. Свое название титан получил не в честь какого-то космического объекта, а непосредственно в честь титанов из древнегреческой мифологии, хотя Титаном также называют самый большой спутник Сатурна.

Железо