Астронет > Космохронология ядерная

по текстам по ключевым словам в глоссарии по сайтам перевод по каталогу

На сайте

Астрометрия

Астрономические инструменты

Астрономическое образование

Астрофизика

История астрономии

Космонавтика, исследование космоса

Любительская астрономия

Планеты и Солнечная система

Солнце

Космохронология ядерная

- восстановление хронологич. картины процесса образования изотопов хим. элементов (нуклеосинтеза) в нашей Галактике по изучению относительного содержания долгоживущих радиоактивных изотопов и продуктов их распада в веществе Земли, Луны и метеоритов. Отправной точкой на шкале времени служит при этом момент кристаллизации земных (лунных) пород и вещества метеоритов, к-рый весьма надёжно определяется с помощью уран-свинцового, рубидий-стронциевого и калий-аргонового методов ядерной геохронологии. Эти методы основаны на том, что скорость распада радиоактивных ядер постоянна во времени, и по количеству продуктов распада можно определить длительность периода их накопления в исследуемых минералах. В уран-свинцовом методе определяется количество радиогенных изотопов свинца ²⁰⁶Pb и ²⁰⁷Pb - конечных продуктов в цепочке быстрых ядерных превращений, сопровождающих $\alpha$ -распад ²³⁸U и ²³⁵U). В рубидий-стронциевом методе используется $\beta^-$ -распад долгоживущего изотопа ⁸⁷Rb (период полураспада $T_{1/2}=4,8\cdot 10^{10}$ лет), приводящий к образованию стабильного изотопа ⁸⁷Sr, а калий-аргоновый основан на изучении накопления ⁴⁰Ar в калийсодержащих минералах, где он образуется при захвате орбитальных электронов ядрами ⁴⁰К. Возраст Земли и Луны, определяемый как возраст самых старых из исследованных образцов земных и лунных пород, оказывается близким к возрасту метеоритов, к-рый составляет $(4,6\pm 0,1)\cdot 10^9$ лет и принимается в качестве возраста всех твёрдых тел Солнечной системы.

Осн. выводы К. я. относительно темпов образования в Галактике изотопов хим. элементов в период, предшествовавший образованию твёрдого материала Солнечной системы, могут быть сформулированы след. обр. Процесс образования изотопов тяжёлых хим. элементов в r-процессе захвата нейтронов (см. Ядерная астрофизика. Происхождение химических элементов) начался в период времени, отстоящий на $\Delta=(6,9\pm 2)$ млрд. лет от момента образования твёрдых тел Солнечной системы. Этот результат получен на основе анализа наблюдаемых значений распространённости долгоживущих изотопов ²³⁵U ( $T_{1/2}=7,0\cdot 10^8$ лет), ²³⁸U ( $T_{1/2}=4,5\cdot 10^9$ лет), ²³²Th ( $T_{1/2}=1,4\cdot 10^{10}$ лет) и продуктов их распада. Данные о продолжительности s-процесса образования тяжёлых элементов, получаемые рений-осмиевым методом, существенно менее определённы, однако они, по-видимому, также приводят к довольно близкому значению $\Delta$ .

Темп обогащения вещества Галактики тяжёлыми элементами был наиболее высок в начальный период, однако данные, полученные с помощью относительно короткоживущих хронометров нуклеосинтеза ¹²⁹I ( $T_{1/2}=7,0\cdot 10^8$ лет) и ²⁴⁴Pu ( $T_{1/2}=8,1\cdot 10^7$ лет), показывают, что этот процесс продолжался и во время, непосредственно предшествовавшее образованию Солнечной системы.

Прекращение процесса обогащения тяжёлыми элементами вещества прото-солнечного газового облака и его обособление от галактич. газа произошли за время $\delta$ = 150 млн. лет до образования первых родительских тел метеоритов (рис.). Ряд аргументов свидетельствует в пользу того, что моменту обособления протосолнечного газового облака непосредственно предшествовал всплеск интенсивности процесса нуклеосинтеза, носивший, скорее всего, локальный характер (напр., взрывы близких сверхновых) и приведший к образованию ~ 10^-2 от общего количества тяжёлых элементов в веществе Солнечной системы. Возможно, что вспышка близкой сверхновой вообще послужила толчком для формирования Солнечной системы (см. Звездообразование, Происхождение солнечной системы).

Хронологическая модель r-процесса
нуклеосинтеза (по У. Фаулеру). S - всплеск
интенсивности процесса обогащения вещества
протосолнечного газового облака продуктами
r-процесса нуклеосинтеза.

Экспериментальные данные о распространённости долгоживущих изотопов тяжёлых элементов и продуктов их распада совместимы с предположением об экспоненциальном спадании темпа галактич. нуклеосинтеза (рис.) с характерным временем затухания $\theta=(3\pm 2)\cdot 10^9$ лет. Существенно, что выбор конкретного вида хронологич. модели галактич. нуклеосинтеза мало сказывается на определении времени начала процесса образования изотопов тяжёлых элементов в r-процессе.

Перечисленные выводы основаны на анализе эмпирич. материала с привлечением известных закономерностей ядерной физики и миним. числа самых общих представлений об эволюции Галактики и механизмах нуклеосинтеза. Они служат экспериментальной основой построения эволюционной картины формирования хим. элементов в Галактике и убедительно свидетельствуют о том, что массивные звёзды первых поколений, завершавшие свою эволюцию выбросом в межзвёздное пространство переработанного в их недрах вещества, явились главным источником формирования наблюдаемого изотопного состава Галактики.

Лит.:
Тейлер Р.Дж., Происхождение химических элементов, пер. с англ., М., 1975; Чечев В.П., Крамаровский Я.М., Радиоактивность и эволюция Вселенной, М., 1978; Войткевич Г.В., Химическая эволюция Солнечной системы, М., 1979; Fowler W.A., In: Cosmology Fusion and Other Matters, L., [1972].

(Г.В. Домогацкий)

Г. В. Домогацкий, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru

А | Б | В | Г | Д | З | И | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Э | Я

Публикации с ключевыми словами: ядерная Космохронология - химическая эволюция - синтез химических элементов
Публикации со словами: ядерная Космохронология - химическая эволюция - синтез химических элементов

Карта смысловых связей для термина КОСМОХРОНОЛОГИЯ ЯДЕРНАЯ

См. также:

Конференция "Химическая и динамическая эволюция галактик"

Звездная пыль

SNR 0103-72.6 - поставщик кислорода

Обойдённые ядра

Особенности химической эволюции дозвездных ядер в различных моделях сжатия

Где густо, а где пусто: химические элементы в галактиках

Запасы кислорода в SNR 0103-72.6

Все публикации на ту же тему >>

Обсудить эту публикацию

Версия для печати