Откуда берётся фосфор? Астрономы нашли ответ в вспышках белых карликов

Фосфор — один из ключевых элементов жизни, строительный блок нашей ДНК и клеточных мембран. Но откуда он берётся во Вселенной? Учёные долго ломали головы над загадкой происхождения фосфора, а последние наблюдения за звёздами Млечного Пути только усложнили картину. Оказалось, что содержание фосфора в звёздах меняется по мере их старения совсем не так, как предполагали учёные. И тут на сцену вышли… белые карлики!

Космический детектив: поиски источника фосфора

Долгое время считалось, что основными поставщиками фосфора во Вселенной являются массивные звёзды, завершающие свою жизнь мощными взрывами — сверхновыми. Однако новые исследования показали, что сверхновые не могут объяснить все нюансы распределения фосфора в нашей галактике. В молодых звёздах его довольно много, но по мере старения звёзд и обогащения их тяжёлыми элементами, количество фосфора начинает уменьшаться. Это противоречит тому, что мы знаем о сверхновых, которые активно производят тяжёлые элементы, включая фосфор.

В поисках разгадки учёные обратили свой взор на другой тип звёздных объектов — белые карлики. Эти звёздные «пенсионеры», оставшиеся после смерти небольших звёзд, могут внезапно «вспыхивать», превращаясь в новые. И, как показали исследования, именно эти вспышки могут стать недостающим звеном в истории космического фосфора.

Белые карлики: неожиданные алхимики

Вспышки на поверхности белых карликов, называемые новыми, происходят из-за накопления вещества, которое карлик «ворует» у своего звёздного соседа. Когда масса этого накопленного материала достигает критической точки, происходит термоядерный взрыв, выбрасывающий в космос облако раскалённого газа. И как оказалось, этот газ необычайно богат фосфором!

Особый интерес для учёных представляют новые, возникающие на поверхности белых карликов, состоящих из кислорода и неона. Эти звёздные «бомбы» могут содержать в тысячу раз больше фосфора, чем газ, выбрасываемый сверхновыми.

Тайна звёздной эволюции: объяснение странного поведения фосфора

Учёные, используя компьютерные модели, показали, что новые на белых карликах могут объяснить загадочное поведение фосфора в звёздах Млечного Пути. В ранней Вселенной, когда звёзды только начинали формироваться, таких новых было больше, и они активно «засевали» галактику фосфором. По мере того, как Вселенная старела, новых становилось меньше, и содержание фосфора в звёздах стало снижаться.

Но это ещё не всё! Учёные предсказывают, что в звёздах с промежуточным возрастом содержание фосфора должно, наоборот, увеличиваться по мере их старения. Это связано с тем, что «запасы» фосфора, оставленные новыми в ранней Вселенной, постепенно «вливаются» в новые поколения звёзд.

Новые горизонты: проверка теории и поиски хлора

Теория о новых как источнике фосфора звучит заманчиво, но нуждается в подтверждении. Учёные предлагают искать «подписи» этого процесса в звёздах галактического гало и толстого диска, которые старше, чем звёзды тонкого диска, где мы живём.

Кроме того, модели предсказывают, что наряду с фосфором, новые должны активно производить и другой важный элемент — хлор. Поиски хлора в старых звёздах станут ещё одним тестом для теории о новых как звёздных алхимиках.

От звёздной пыли к жизни: фосфор и его роль

Новые исследования не только проливают свет на происхождение фосфора, но и помогают лучше понять эволюцию нашей галактики и Вселенной в целом. Фосфор, рождённый в звёздных вспышках, становится частью межзвёздного газа, из которого формируются новые звёзды и планеты. И возможно, именно этот «звёздный фосфор» стал одним из ключевых ингредиентов, давших начало жизни на Земле.

Если новые такие богатые источники фосфора, почему мы раньше не догадались о их роли в его происхождении?

Новые, в отличие от сверхновых, не так заметны и происходят гораздо чаще. Их вклад в химическую эволюцию галактики долгое время оставался недооцененным.

Может ли быть так, что существуют другие, ещё неизвестные источники фосфора во Вселенной?

Вполне возможно! Вселенная полна загадок, и мы постоянно открываем новые объекты и процессы. Возможно, существуют редкие типы звёзд или экзотические явления, которые также производят фосфор.

Если в будущем новые станут ещё реже, чем сейчас, будет ли это означать «фосфорный голод» для будущих поколений звёзд и планет?

Вряд ли. Фосфор, который уже выброшен в космос новыми, останется частью галактики на миллиарды лет. Его хватит на множество поколений звёзд и планет, которые будут формироваться в будущем.

Если фосфор так важен для жизни, означает ли это, что жизнь может существовать только в галактиках, где много белых карликов?

Это интересный вопрос, на который пока нет ответа. Возможно, существуют и другие пути возникновения жизни, не связанные с фосфором. Однако, фосфор — настолько универсальный и важный элемент для биохимии, что его наличие кажется необходимым условием для возникновения жизни, какой мы её знаем.