Образование Солнечной системы (Взрыв сверхновой)

Ученые нашли следы взрыва сверхновой звезды рядом с Солнечной системой.

Путешествуя сквозь остаток сверхновой! Неужели так можно сказать о нас, землянах? И не опасно ли это? На самом деле последние несколько лет обнаруживается все больше и больше фактов, указывающих на то, что наше Солнце вместе со всей Солнечной системой и нами в придачу в данный момент движется внутри туманности, оставшейся после вспышки древней сверхновой. Но как это проверить? И почему мы не видим вокруг красочных облаков, как на фотографиях космоса? Попробуем разобраться!

Международный коллектив астрофизиков при участии Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) предложил теорию, объясняющую аномальное содержание антивещества в космических лучах результатом взрыва сверхновой звезды рядом с Солнечной системой, сообщили в пресс-службе вуза.

В последние годы ряд экспериментов выявил аномалии в спектрах космических лучей. В частности, был обнаружен высокий поток антивещества (позитронов и анти-протонов), изменение отношения потока протонов и гелия в зависимости от их энергии, чего при едином источнике лучей не должно быть. Кроме того, ученые выявили аномалии в анизотропии (неравномерности свойств среды) космических лучей.

Международная группа ученых обнаружила межзвездное железо-60, радиоактивный изотоп с периодом полураспада 2,6 миллиона лет, который преимущественно образуется в массивных звездах и выбрасывается при взрывах сверхновых, в глубоководных отложениях, датируемых 33 000 годами назад и по настоящее время.

Радиоактивные элементы, синтезированные в массивных звездах, выбрасываются в космос через звездные ветры и взрывы сверхновых.

Наша Солнечная система движется через межзвездную среду и собирает эти внеполярные продукты.

Одним из таких продуктов является железо-60. Поскольку он не производится естественным путем на Земле, присутствие этого радиоактивного изотопа является чувствительным индикатором взрывов сверхновых в течение последних нескольких миллионов лет.

Доктор Антон Уоллнер из Австралийского национального университета и его коллеги ранее обнаружили следы железа-60 примерно 2,6 миллиона лет назад и, возможно, еще один-около 6 миллионов лет назад, предполагая, что наша планета путешествовала через выпадающие облака от соседних сверхновых.

Они также обнаружили редкий изотоп в образцах лунного грунта, возвращенного на Землю полетами "Аполлона-12", "Аполлона-15" и "Аполлона-16", а также в образцах снега из Антарктиды.

” В течение последних нескольких тысяч лет Солнечная система двигалась через более плотное облако газа и пыли, известное как локальное межзвездное облако, происхождение которого неясно", - сказали они.

“Если бы это облако возникло в течение последних нескольких миллионов лет из сверхновой, оно содержало бы железо-60, и поэтому мы решили исследовать более поздние отложения, чтобы выяснить это.”

Исследователи исследовали несколько глубоководных отложений из двух разных мест, которые датируются 33 000 годами назад, используя чрезвычайно чувствительный масс-спектрометр.

Они обнаружили явные следы железа-60; его распределение соответствовало недавнему путешествию Земли через местное межзвездное облако.

Но радиоактивный изотоп распространился еще дальше назад и был распространен на протяжении всего 33 000-летнего периода измерений.

"Отсутствие корреляции со временем Солнечной системы в текущем локальном межзвездном облаке, по-видимому, ставит больше вопросов, чем дает ответов”, - говорят авторы.

- Во-первых, если облако не было образовано сверхновой, то откуда оно взялось? А во-вторых, почему железо-60 так равномерно распределено по всему пространству?”

“Есть недавние работы, которые предполагают, что железо-60, захваченное частицами пыли, может отскакивать в межзвездной среде, - сказал доктор Уоллнер.

- Значит, железо-60 могло возникнуть из еще более древних взрывов сверхновых, и то, что мы измеряем, - это своего рода эхо. Для разрешения этих деталей требуется больше данных.”

Статья об этих результатах была опубликована в интернете в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Считается, что солнечная система образовалась в результате конденсации вещества газопылевого облака после взрыва сверхновой звезды. Основным движущим фактором считается сила тяготения. Однако, ряд закономерностей солнечной системы может быть объяснен с других позиций. Ранее было высказано предположение, что среди тел солнечной системы действуют две основные силы – репульсии и инерции [1,2]. Сила репульсии представляет собой силу отталкивания между телами вследствие светового давления. Рассмотрим качественно возможность сценария образования солнечной системы с учётом действия между телами сил отталкивания. По современным представлениям образование ядер с массой больше, чем ядро железа, происходит при взрыве сверхновой звезды.

В солнечной системе такие тяжёлые ядра присутствуют, следовательно, тела солнечной системы образовались как следствие взрыва сверхновой. Эта сверхновая находилась в системе галактики, имеющей форму кольца. Млечный путь является отражением этой структуры. Излучение, покидающее тело в направлении перпендикулярном плоскости галактики, будет сближать тела в плоскости галактики, а та часть излучения, которая действует внутри плоскости, будет приводить к отталкиванию тел. Поэтому после взрыва сверхновой структура её остатков со временем становится кольцеобразной. В соответствии с законом сохранения импульса ядра, имеющие меньшую массу, приобретают большую скорость. Следовательно, более лёгкие ядра при взрыве уйдут на периферию взрыва.Поскольку наличие тяжёлых ядер является характерным для сверхновых звёзд, то можно предположить, что в них со временем происходило накопление тяжёлых ядер вплоть до урана и трансурановых элементов. Накопление массы ядер урана в каком либо месте сверхновой до критического уровня может привести к ядерному взрыву.

Ядерный взрыв сверхновой звездыВ соответствии с законом сохранения импульса правая часть тела звезды приобретет бо'льшую скорость и уйдёт со временем на бо'льшее расстояние от центра взрыва, чем левая часть, имеющая гораздо бо'льшую массу. Левая часть тела звезды со временем станет современным Солнцем. Известно, что масса Солнца содержит более 99% массы вещества солнечной системы. В центре взрыва появятся осколки, не имеющие значительных импульсов в плоскости эклиптики. Из них со временем образуется пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером. Те осколки, которые получили импульс в направлении будущего Солнца, образуют планеты земной группы, а именно: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Причём, чем ближе к центру взрыва находились осколки, тем бо'льший импульс они получали, тем дальше они уходили.

Образование планет Земной группы после взрыва сверхновойТак ближе всех к Солнцу оказался Меркурий и у него имеется самая большая плотность [Табл.1]. Самая низкая плотность имеется у Марса (Табл.1). Такая же закономерность прослеживается для спутников Юпитера (Табл.2). Наиболее крупные и близкие к планете спутники имеют бо'льшую плотность, чем удалённые.Табл.1.

Плотность планет земной группы [4]

Табл.2. Плотность главных спутников Юпитера [4]

Как у многих небесных тел, у протозвезды, со временем ставшей сверхновой и образовавшей солнечную систему, имелся вращательный момент, который после взрыва сохранился в виде вращения Солнца и вращения планет по своим орбитам.Представляет интерес понять, как образовались кольца у Сатурна. Возможно, что на расстоянии, равном орбите Сатурна, произошло столкновение двух групп осколков после взрыва сверхновой. Одна из них с относительно низкой плотностью получила первоначальный импульс и полетела в сторону от места взрыва.

Другая группа с высокой плотностью вблизи эпицентра получает импульс, который достаточен для того, чтобы догнать первую группу. Предполагается, что такое столкновение произошло на орбите Сатурна, что привело к образованию многих мелких осколков. В дальнейшем они были захвачены Сатурном и перешли на орбиту вокруг этой планеты. Вместе с тем, световое давление в направлении перпендикулярном плоскости орбиты привело к сближению осколков и в настоящее время толщина колец составляет всего несколько метров. В то же время обмен фотонами между поверхностью Сатурна и осколками привел к формированию плоской структуры в виде кольца.Правая часть тела звезды со временем образует планеты гиганты солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Рассмотрим возможный механизм образования далеких газовых гигантов – Сатурна, Урана и Нептуна. 

 
Образование планет гигантов вследствие взрыва сверхновой

Обращает на себя внимание, что поток вещества при взрыве вследствие турбулентности образует две области, одна из которых имеет вращение по часовой стрелке, а другая против неё. Вероятно, та область, которая имела вращение по часовой стрелке, в дальнейшем образовала планету Уран. Действительно, вращение Урана отличается от вращения других планет. Он вращается как бы лежа на боку. Напротив, для Сатурна характерна высокая частота вращения.Представляется интересным возможный сценарий образования Луны. При взрыве сверхновой в направлении будущего Солнца двигалось два объекта. Один из сравнительно лёгких элементов (протолуна), а второй с ядром из тяжёлых элементов, образовавшихся вблизи эпицентра взрыва. В какой-то момент произошло соударение этих тел. Часть элементов со средним весом (алюминий, кремний) образовали поверхность Земли и Луны, так что элементарный состав обоих поверхностей оказался близким. Вместе с тем, при построении поверхности Луны действовали силы притяжения за счёт ухода излучения в пространство. Но, кроме них, действовали и силы отталкивания внутри полости, которая образовалась при формировании поверхности Луны. В конечном счёте, внутри Луны могла образоваться полость, в связи с чем, согласно сейсмическим исследованиям, она звучит как колокол.Кроме того, следует отметить, что поскольку до соударения протолуна и протоземля вращались в одном направлении, то после соударения меньшая по массе протолуна затормозилась до такой степени, что стала вращаться вокруг Земли, повернувшись к ней одной стороной. Столкновение протоземли с другим небесным телом привело к торможению её движения. Поэтому, несмотря на более высокую плотность (Табл.1), Земля оказалась на своём нынешнем месте, а не вблизи Солнца.

Данные, полученные с помощью космических зондов «Вояджер1» и «Вояджер2», показали, что на границе солнечной системы их движение затормозилось. Этот факт вполне объясним, т.к. на объекты на краю солнечной системы действует излучение, покидающее эту область и, соответственно, тормозящее тела вплоть до остановки движения. Таким образом, в общих чертах строение солнечной системы отражает процессы, происходящие после взрыва сверхновой звезды.Предлагаемая гипотеза о формировании солнечной системы с учётом сил репульсии позволяет объяснить ряд фактов. Шаровая структура многих тел обусловлена изотропным излучением, покидающем тело в пространство и проявляющим себя как сила притяжения..То же излучение внутри плоскости эклиптики приводит к отталкиванию тел между собой и формированию кольцевой структуры. Накопление урана внутри сверхновой вплоть до критической массы позволяет объяснить механизм взрыва. Взрыв на краю ядра сверхновой объясняет неравномерность распределения масс в солнечной системе. Большая часть массы (свыше 99%) сверхновой достается современному Солнцу. В то же время меньшая часть сверхновой получает импульс, достаточный для удаления вещества на значительные расстояния. Так образуются планеты гиганты.Наличие углового момента у сверхновой объясняет его передачу планетам и Солнцу после взрыва, в результате чего большинство тел вращаются в одном направлении. Наличие турбулентности потока вещества позволяет объяснить различие в скорости и направлении вращения Урана и Сатурна.Распределение плотности у планет земной группы и основных спутников Юпитера свидетельствуют о том, что более тяжёлые элементы находились вблизи эпицентра взрыва, а обломки вещества, обогащённые этими элементами, получили больший импульс и первыми достигли Солнца или Юпитера, соответственно.Столкновение более тяжелых масс с большим импульсом с телами меньшей массы на орбите Сатурна привело к образованию множества мелких осколков, которые со временем образовали кольца Сатурна.Соударение более тяжелой протоземли с меньшей по размеру и более лёгкой протолуной привело к обмену материалом поверхности, поэтому их состав оказался близким. В результате столкновения более лёгкая Луна получила тормозящий импульс, вследствие чего оказалась повёрнутой к Земле одной стороной.

Столкновение протоземли с другим небесным телом затормозило её движение, вследствие чего Земля заняла своё нынешнее положение. В то же время формирование поверхности Луны привело к тому, что за счёт сил отталкивания внутри Луны образовалась полость, а сама Луна ведёт себя как резонатор с высокой добротностью. Границы солнечной системы обусловлены излучением, покидающем её пределы.В этой связи представляет интерес оценить границы солнечной системы, исходя из предположения, что первичный взрыв произошел на месте пояса астероидов. Расстояние до Солнца пояса астероидов составляет Sа = 2.2-3.6 а.е., в среднем 2.9 а.е.[3]. Масса Солнца М_с составляет 1.99х10³⁰ кг [3].

Величина импульса, который был сообщён Солнцу при взрыве, составляет Р_с =М_схS_а/Т_в, где Т_в – время образования солнечной системы. По закону сохранения импульса такой же по величине импульс получило лёгкое вещество, впоследствии образовавшие т.н. облако Оорта. Масса вещества, содержащегося в облаке Оорта, оценивается как 3х10²⁵ кг [4].Облако Оорта представляет собой источник долгопериодических комет и определяет границу солнечной системы. Эта граница оценивается величиной 100 000-200 000 а.е. [4]. Если исходить из того, что основной импульс при взрыве получило Солнце, а суммарный импульс от планет гигантов не превышает одного процента от этой величины, то расстояние, на котором должно оказаться вещество облака Оорта, составляет 190 000 а.е. Это совпадает с величиной верхней границы солнечной системы. Здесь уместна аналогия с выстрелом из ружья, когда пуля получает тот же импульс, что и ружье, но летит намного дальше, чем сдвигается ружьё.

Есть еще одна закономерность солнечной системы, говорящая о световом характере взаимодействия Солнца и планет [1]. Была проанализирована функция N_св = F_нсj, где N_св – световая мощность планеты, с – скорость света, j –телесный угол, связывающий планету и Солнце: j = (r_с – r_пл)²/4R² , где r_с – радиус Солнца, r_пл – радиус планеты, R – расстояние от планеты до Солнца. Оказалось, что суммарная световая мощность всех планет солнечной системы равна величине светимости Солнца (L_o = 3.88х10³³ эрг/сек) (Табл.3).Табл. 3. Световые мощности планет солнечной системы

 Такое совпадение вряд ли можно назвать случайностью. Отсюда возникает вопрос, что является определяющим в этом соотношении. Поскольку излучение от Солнца изотропно, то фактически светимость Солнца определяется теми световыми потоками, которыми обмениваются планеты и светило. Этот вопрос требует дальнейшего изучения. Однако, ясно, что положение планет явно зависит от световых потоков, связывающих планету и Солнце.То, что тяготение также зависит от светового излучения, было показано в работе [5]. Было показано, что сила тяготения на Земле, выраженная через ускорение свободного падения, может быть представлена как результат действия неисчислимого количества квантов света, падающих и покидающих Землю в течение миллиардов лет, т.е. тяготение имеет световую природу [5].Предполагается, что компьютерное моделирование поможет ответить на многие другие вопросы по образованию солнечной системы. Наличие силы отталкивания между космическими телами вследствие обмена фотонами, естественным образом позволяет объяснить расширение Вселенной, причем с ускорением [2]. В то же время это ставит под сомнение теорию Большого взрыва, согласно которой расширение Вселенной трактуется как результат взрыва в точке сингулярности.
Литература
1. В.А.Ямшанов. Светимость Солнца и движение планет. Световая и гравитационная мощность //Виртуальный мир.-2002.-N2.-С.19-24. (http://att-vesti.narod.ru)
2. В.А.Ямшанов. Закон всемирного тяготения – центральная догма астрофизики //Демиург.- 2007.-N2.(http://att-vesti.narod.ru)
3. Астрономический календарь ежегодник 2012.-Санкт-Петербург.-2011.-185 С.
4. Википедия. ru.wikipedia.org/wiki/Облако Оорта.
5. В.А.Ямшанов. Электромагнитная природа тяготения.//Виртуальный мир.-2013.- N1. (http://att-vesti.narod.ru)