Используя ALMA, астрономы обнаружили фтор в форме плавиковой кислоты в галактике, удаленной от нас на 12 миллиардов световых лет. Для нее характерно массивное звездообразование, что наводит ученых на мысль, что именно массивные, короткоживущие звезды типа Вольфа-Райе производят космический фтор.
В наших костях и зубах мы находим фтор, который входит в состав зубных паст и происходит от элемента фтор. Как и большинство элементов, входящих в состав и окружающих нас, фтор образуется в звездах. Однако астрономы до сих пор не знали, как и где он был произведен. До сих пор. Используя ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), партнером которого является ESO, группа исследователей обнаружила фтор в галактике, удаленной от нас на 12 миллиардов лет. Она отличается массивным звездообразованием и помогла астрономам понять наиболее вероятные источники фтора во Вселенной: звезды типа Вольфа-Райета.
Это открытие представляет собой одно из первых обнаружений фтора за пределами нашей галактики и ее соседей. Астрономы уже обнаруживали этот элемент в далеких квазарах, но никогда в столь старой и богатой звездообразованием галактике.
Фтор обнаружен в межзвездном газе
Максимильену Франко из Университета Хартфордшира в Великобритании и его сотрудникам удалось обнаружить фтор в виде плавиковой кислоты. Он присутствовал в больших газовых облаках далекой галактики NGP-190387.
Мы знаем, что звезды, когда они достигают последних стадий своей эволюции, стремятся вынести на поверхность и изгнать элементы, образовавшиеся в их ядрах. Поэтому, чтобы фтор оставил заметный след в межзвездном газе, звезды, которые его произвели, должны были жить очень короткое время.
Наиболее вероятными кандидатами в качестве возможных фабрик фтора являются звезды типа Вольфа-Райе. Это очень массивные звезды с очень коротким сроком жизни — всего несколько миллионов лет. Звезды Вольфа-Райета уже были предложены в качестве источников фтора в космосе. Однако пока не было доказательств их важности в производстве этого элемента в ранней Вселенной.
Высокое содержание фтора в NGP-190387
В древней галактике NGP-190387 так много фтора, что предложенные в прошлом сценарии о возможном производстве фтора гигантскими звездами, которым потребовались бы миллиарды лет для его синтеза и выброса, не могут этого объяснить.
Чиаки Кобаяши, профессор Университета Хартфордшира, говорит:
«Потребовалось всего несколько десятков или сотен миллионов лет, чтобы в этой галактике уровень фтора сравнялся с уровнем фтора в звездах Млечного Пути, возраст которого составляет 13,5 миллиарда лет. Это был совершенно неожиданный результат! Наше измерение добавляет совершенно новое ограничение к происхождению фтора, которое изучалось в течение двух десятилетий.«
Фтор обнаружен с помощью гравитационного линзирования
Космическая обсерватория Гершель, космический телескоп Европейского космического агентства, первоначально обнаружила далекую галактику NGP-190387, которую мы сейчас видим такой, какой она была, когда возраст Вселенной составлял всего 1,4 миллиарда лет. Позже эта галактика также наблюдалась с помощью ALMA и была признана особенно яркой.
Этот избыток яркости может быть вызван эффектом гравитационного линзирования другой массивной галактики, расположенной между Землей и NGP-190387. Именно благодаря этому явлению исследователи смогли зафиксировать слабое излучение, испускаемое миллиарды лет назад фтором в NGP-190387.
В Чили ведется строительство Чрезвычайно большого телескопа — амбициозного проекта ESO по созданию огромного наземного телескопа, который сможет наблюдать галактики ранней Вселенной, такие как NGP-190387, при прямом свете звезд. Это, в отличие от ALMA, который может обнаружить только излучение, испускаемое межзвездным газом и пылью, позволит получить фундаментальную информацию о звездном составе галактик. И обо всем, что они производят, что доходит до нас со временем.
С полным текстом исследования можно ознакомиться .