Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты

В результате взрыва сверхновой по соседству с солнечной туманностью на Землю в процессе ее образования попали два радиоактивных изотопа урана: уран-235 и уран-238. Первый распадается в шесть раз быстрее, чем второй – поэтому доля урана-235, составлявшая в ранний период развития Земли 17 %, уменьшилась и за два миллиарда лет до современной эпохи равнялась всего 3,8 %. Именно содержание урана-235 является решающим для работы ядерного реактора на обычной воде. Сотни миллионов лет назад вода и струйки кислорода, выпускаемые первыми цианобактериями, окислили уран и зафиксировали его в осадочных породах. На большой глубине под территорией современного Габона в форме пористых линз, заполненных водой, залегают породы, богатые окисью урана. Именно там чуть менее двух миллиарда лет назад запустился естественный ядерный реактор.

В середине 1950-х годов французские исследователи из СЕА (Комиссариат по ядерной энергии) обнаружили на востоке Габона богатые месторождения урана. В 1972 году инженеры завода СЕА в Пьерлате, во французской провинции Дром, сделали анализ урана, добытого в Габоне на месторождении Окко. Исследование позволило обнаружить небольшой дефицит изотопа урана-235. Физик Фрэнсис Перрен, бывший старший комиссар СЕА, предположил, что наблюдавшаяся аномалия была вызвана прошлой активностью природного ядерного реактора, существование которого предвидел в 1956 году американский физик-ядерщик японского происхождения Пол Казуо Курода.

Быстрые нейтроны, возникающие во время самопроизвольного деления ядра урана-135, замедляются водой, омывающей месторождения урана, и с легкостью разрушают другие ядра: таков принцип цепной реакции. Природный реактор в Окко, действуя на пониженной мощности, сохранял активность на протяжении сотен тысяч лет.

Этот реактор произвел такое количество продуктов деления, что Фрэнсис Перрен и его коллеги в 1972 году идентифицировали в породах, извлеченных на руднике в Окко, дочерние элементы, образованные в результате распада, и показали, что реактор действовал именно в этом месте. Здесь стоит заметить, что ключевым параметром теории функционирования ядерного реактора, в том числе и природного, является постоянная тонкой структуры. Так вот, исследования реактора в Окко показали, что два миллиарда лет назад значение постоянной тонкой структуры было с точностью до одной стомиллиардной таким же, как и измеряемое сегодня в лаборатории. Еще один камень в огород тех, кто утверждает, что фундаментальные константы могут меняться!

☛ СМ. ТАКЖЕ

Вселенная и ее постоянные (9,7 миллиарда лет назад)

Взрыв сверхновой (–4500)

800 миллионов лет назад Мессье-32 вливается в Андромеду

Галактика Мессье-32, двигаясь в сторону Мессье-31, запечатлела на диске туманности Андромеды структуру из концентрических колец со спиральными рукавами.

Пусть наша Местная группа и достаточно скромное скопление галактик, но ее самая массивная галактика Мессье-31, то есть туманность Андромеды несет на себе следы множественных столкновений. Одно из них произошло в сравнительно недавний период бурной истории Местной группы. По траектории, ведущей к лобовому столкновению, к Мессье-31 начала приближаться одна из соседних с нею галактик. Это была небольшая эллиптическая галактика, гораздо меньшей, чем у Мессье-31, массы, открытая в 1749 году французским астрономом Гийомом Ле Жантилем и получившая название Мессье-32.

Многие астрофизики, стремясь понять сложную морфологию туманности Андромеды, пытались смоделировать процесс погружения галактики Мессье-32 в гравитационное поле ее массивной соседки. Южноафриканский астрофизик Дэвид Блок и его коллеги в 2006 году опубликовали цифровую модель столкновения, произошедшего по их расчетам двести десять миллионов лет назад, в нескольких тысячах световых лет от центра Мессье-31. Столкновение, судя по всему, породило две круговые волны изменения плотности, распространившиеся к внешним краям диска Андромеды, который к этому моменту, наподобие Млечного Пути, уже имел два спиральных рукава.

Изображение туманности Андромеды, созданное европейским космическим телескопом «Гершель» в дальнем инфракрасном диапазоне. Цифровая модель погружения Мессье-32, созданная недавно М. Дьерикс и ее коллегами, предполагает, что своим непростым обликом – спиральными рукавами и концентрическими кольцами – Андромеда может быть обязана эффекту перспективы, вызванному небольшим углом между направлением луча зрения и диском туманности Андромеды.

Блок и его коллеги предположили, что во время столкновения галактика Мессье-32, игравшая роль снаряда, потеряла половину своих звезд и темной материи, и практически все запасы газа. После погружения Мессье-32, сохранив только свое ядро, продолжила существование уже в роли карликовой компактной галактики.