Фізики з Австралійського національного університету і Університету Осло змогли змоделювати процес синтезу ядер вуглецю з гелію в зорях. Для цього вченим довелося описати стан Хойла в двох вимірах.
Зірки створюють вуглець за допомогою потрійного альфа-процесу, в якому три альфа-частинки (ядра гелію) стикаються і зливаються в протягом долі секунд. Цей процес відбувається настільки рідко, що останні кілька років астрофізики мізкували над тим, як вуглець і важчі елементи з’явилися у Всесвіті.
У 1953 році відомий астроном сер Фред Хойл запропонував рішення цієї загадки: невідомий раніше збуджений стан вуглецю, дуже близький до енергії потрійного альфа-процесу. Цей стан отримав ім’я фізика, який відкрив його. Але навіть цього не було достатньо для пояснення походження такої кількості вуглецю, що ми спостерігаємо сьогодні.
Безпосередньо виміряти швидкість виробництва вуглецю дуже важко. Тому фізики обчислюють його побічно зі спостережень двох різних переходів зі стану Хойла. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review C, вчені змогли отримати стан Хойла, направивши пучок протонів на тонку вуглецеву пластинку. В результаті в матеріалі виникали стани Хойла, частина з яких переходила назад в стабільну форму вуглецю, випускаючи пару електрон-позитрон.
Дослідники фіксували кожну пару частка-античастинка, щоб точно обчислити частоту таких процесів. Також фізики вимірювали кількість переходів зі стану Хойла, при яких в навколишнє середовище вилітає фотон. Об’єднавши ймовірність обох процесів, вчені отримали набір сигналів, за якими можна судити про частоту потрійних альфа-процесів в зірках.
Потім, грунтуючись на результатах спостережень, вчені вирахували швидкість синтезу вуглецю. Виявилося, що отримане значення на третину перевищує розраховані раніше рівні. Це гігантська величина. Якщо розрахунки вчених вірні, нові дані можуть змінити розуміння зоряної еволюції і розподілу елементів у Всесвіті.
Натхнення: www.popmech.ru