Новости науки 20.10.01 Химическая астрофизика

Для того, чтобы взять пробу вещества солнечной короны, необязательно лететь на Солнце. Достаточно долететь, скажем, до... Луны.

Действительно, наша Солнечная система пронизана солнечным ветром: потоком разнообразных частиц, испускаемых Солнцем. Бомбардируя поверхности небесных тел, лишенных сколько-нибудь значительной атмосферы и магнитного поля, вещество солнечной короны может осаждаться в грунте. Если теперь взять образец этого грунта и провести анализ его химического состава, то можно таким образом выяснить состав солнечного ветра.

В работе [K.Nishiizumi and M.W.Caffee, Science, v.294, 352 (2001)] докладываются результаты химического анализа образцов лунного грунта, доставленных на землю в 1972 году аппаратом Аполлон 17, и сообщается об обнаружении в приповерхностном слое избытка бериллия-10 по сравнению с более глубокими слоями.

Дело в том, что бериллий-10 — радиоактивный элемент с периодом полураспада в полтора миллиона лет, и если он найден на поверхности Луны, то это значит, что он попал на Луну извне либо образовался на Луне сравнительно недавно. В принципе, существует хорошо известный механизм образования радиоактивных элементов в лунном грунте: воздействие космических лучей. Они либо сами содержат ядра этих элементов, которые, падая на Луну, застревают в грунте, либо вызывают ядерные реакции, приводящие к рождению метастабильных ядер. Это в полной мере касается и бериллия-10.

Открытие американских ученых заключается в том, что в тонком приповерхностном слое грунта (толщиной менее микрона) наблюдается резкий всплеск концентрации бериллия-10. Таким образом, должен существовать дополнительный механизм высаждения радиоактивного бериллия на лунную поверхность.

Сразу ясно, что этот механизм — низкоэнергетический: ядра бериллия дожны иметь энергию не более 50 кэВ на нуклон, чтобы полностью останавливаться в столь тонком слое лунного грунта. Космические лучи, и вообще материя, попавшая из межзвездного пространства, на эту роль не годятся: их типичные энергии составляют МэВы. Поэтому авторы приходят к выводу, что единственным источником таких "мягких" бериллиевых лучей является Солнце.

В принципе, рождение ядер бериллия-10 на поверхности Солнца в столкновении других ядер вполне возможно. Другой вопрос, а успеет ли ядро вырваться из хитросплетения солнечных магнитных полей наружу? Это уже вопрос нетривиальный, ибо конвективная магнитогидродинамика солнечного вещества изучена пока недостаточно.

Таким образом, данная работа, лежащая преимущественно в области химии, может сказать свое веское слово и в солнечной астрофизике.

Заметим, наконец, что, в принципе, состав солнечного ветра можно узнать и непосредственными измерениями в открытом космосе. Однако бериллий-10 там не увидишь. Концентрация его столь мала, что становится заметной лишь в отложениях, накопившихся за миллионы лет.

перейти к началу страницы