;
Кейсы 5 апреля 2021

Все люди состоят из остатков сверхновых: как это?

Далее

Наши тела состоят из атомов, образовавшихся от звезд, которые взорвались очень давно. Объясняем, как это произошло.

Что значит «мы состоим из звездной пыли»? И что это?

Ученые предполагают, что Вселенной от 13 или 14 млрд, все началось с Большого взрыва. 

В начале Вселенной существовали только водород и гелий. Звезды начали формироваться из облаков пыли и газа, которые коллапсировались под действием силы тяжести. Они действуют как ядерный реактор, превращая водород в гелий, гелий в углерод. Человек — один из примеров углеродной жизни, как и все, что мы знаем.

туманность Тарантул, представляет собой большую область звездообразования в соседней галактике.

Когда звезды подходят к концу жизни, они раздуваются, сбрасывая внешние слои. Если звезда достаточно тяжелая, она станет сверхновой. В основном это большие и древние звезды. Они оставляют после себя крошечные гранулы — звездную пыль, когда умирают и взрываются. Изучение этих гранул дало ученым подсказки о том, как звезды образовались в Млечном Пути и подтвердили теорию о том, что люди состоят из звездной пыли.

А из каких элементов состоит человек?

Ключевые элементы для жизни на Земле, часто называемые строительными блоками жизни, могут быть сокращены как CHNOPS.

CHON — мнемонический акроним для четырех наиболее распространенных химических элементов в живых организмах: углерода (C), водорода (H), кислорода (O) и азота (N). В свою очередь, акроним CHNOPS, расшифровывающийся как Carbon (углерод), Hydrogen (водород), Nitrogen (азот), Oxygen (кислород), Phosphorus (фосфор) и Sulfur (сера), представляет шесть наиболее важных химических элементов, чьи ковалентные комбинации составляют большую часть биологических молекул на Земле.

Сера используется в аминокислотах цистеин и метионин. Фосфор — необходимый элемент в формировании фосфолипидов, класса липидов, которые являются главным компонентом всех клеточных мембран, так как они могут формировать двойные липидные слои, которые сохраняют ионы, протеины и другие молекулы там, где они нужны для выполнения функций клетки, и предотвращают от их проникновения в те зоны, где их не должно быть. Фосфатные группы также являются необходимым компонентом основы нуклеиновых кислот.

В исследовании 2017 года ученые впервые каталогизировали изобилие этих элементов в огромной выборке звезд.

Подтверждение теории

Метеорит, который упал на Землю недалеко от города Мерчисон, штат Виктория (Австралия) в 1969 году, подробно изучили в 2017 году.

Он накапливал звездную пыль в течение миллиардов лет, которые провел в космосе, прежде чем упал на Землю. Результаты исследования 2017 года показали, что гранулы поглотили множество космических лучей. Самые старые зерна датированы примерно 7 млрд лет назад, а большинство — периодом от 4,6 до 4,9 млрд лет назад, а небольшая горстка — 5,6 млрд лет назад. Итак, все межзвездные частицы, обнаруженные в метеорите Мерчисон, возникли до образования нашей звезды и Солнечной системы.

Одиночное досолнечное зерно, видимое в электронном микроскопе.

Проведя исследование метеорита, ученые сделали вывод, что звездообразование в Млечном Пути не было постоянным. Относительно большое количество частиц, возраст которых составляет 4,6–4,9 млрд лет, предполагает, что эти зерна возникли во время интенсивного звездообразования. 

Итак, что все это значит для нас с вами? Фактически весь материал, из которого мы сделаны, — это умирающие звезды. В человеке есть даже есть небольшое количество звездной пыли предполагаемого начала Вселенной 13,8 млрд лет назад.

«Столпы творения». Высота изображенных столбов составляет пять световых лет. Цвета выделяют выбросы нескольких химических элементов. Выбросы кислорода окрашены в синий цвет, сера — в оранжевый цвет, а водород и азот — в зеленый цвет. © НАСА / ЕКА / HHT

Исследование 2017 года доказало это. В рамках эксперимента по галактической эволюции (APOGEE) проанализирован состав 150 000 звезд с помощью спектроскопии. Исследование показало, что люди и Млечный путь на 97% состоят одних и тех же атомов.

Недавно в изучении этого вопроса ученые продвинулись еще дальше.

Новое исследование углеродного слоя Земли

В Университете Мичигана ученые провели интересное исследование, которое связано с одной из гипотез происхождения человека. Она необычная, но пока не доказано то, что она не может иметь права на существование, ученые ищут доказательства того факта, что человек мог произойти из звездной пыли.

Исследователь Джи Ли — один из авторов этого исследования. Он считает, что большая часть углерода, который есть на Земле, появилась на Голубой планете из межзвездной среды. Этот материал может и до сих пор существовать в космосе между звездами и галактиками. Ученый полагает, что образование углеродного «слоя» на Земле произошло после того, как сформировался протопланетный диск. На тот момент облака различных соединений, в том числе пыли и газа, окружали молодое Солнце. Они могли также содержать строительные блоки планет.

Впечатление художника о молодой звезде, окруженной протопланетным диском, в котором формируются планеты. Предоставлено: Европейская южная обсерватория.

Углерод мог быть изолирован в твердые частицы, это произошло в течение одно миллиона лет после того, как образовалось Солнце. То есть фактически углерод, который считается основой жизни на Земле, совершил беспрецедентное путешествие на нашу планету. Одна из версий ученых гласит, что углерод мог образоваться на Земле. Его основой вполне могли стать планеты, которые присутствовали в газе туманностей, а затем он опустился на скалистую планету в виде осадка, в котором и были молекулы.

Предоставлено: НАСА.

Ряд ученых из разных стран мира сошлись во мнении, что эти молекулы могли нести углерод, но они не могли быть пригодными для построения Земли, поскольку в результате испарения он не конденсируется обратно в твердое тело. Ли отметил, что эта модель конденсации использовалась наукой на протяжении многих лет. И эта модель поддерживала теорию о том, что во время образования Солнца все элементы планеты испарились, а по мере охлаждения диска некоторые из этих газов конденсировались и поставляли химические ингредиенты твердым телам. Но не углерод.

На этом изображении туманности Северная Америка, сделанном космическим телескопом НАСА Спитцер в 2011 году, видно скопление молодых звезд (возрастом около миллиона лет) © NASA / JPL-Caltech

Он не мог конденсироваться обратно в органическую форму, и потому, как предполагается в рамках нового исследования, что значительные объемы углерода Земли была унаследована от межзвездной среды, избежав испарения на сто процентов. Он мог проникнуть в ядро Земли и стать одной из основ строительных блоков первых форм жизни на нашей планете. И фактически версия о том, что человек произошел из межзвездной пыли в такой интерпретации имеет веские основания быть приемлемым вариантом.


Читать далее

Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?

Алгоритм обнаружил новый таинственный слой внутри Земли

Уран получил статус самой странной планеты в Солнечной системе. Почему?

Загрузка...