Физики объяснили "молибденовую аномалию" Солнечной системы

МОСКВА, 10 августа. /ТАСС/. Международный коллектив физиков впервые всесторонне изучил взаимодействия между нейтронами и ниобием-94, крайне нестабильным изотопом этого металла, чьи распады приводят к формированию атомов молибдена-94. Данные опыты помогли ученым связать избыток молибдена-94 в материи Солнечной системы с процессами в недрах престарелых звезд, говорится в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Проведенные нами опыты и расчеты указывают на то, что аномальный избыток молибдена-94 в материи Солнечной системы можно объяснить и без привлечения экзотических сценариев его образования. Для этого достаточно более точно просчитать разные цепочки ядерных реакций с участием нейтронов, которые протекают в недрах звезд, почти полностью исчерпавших свои запасы водорода", - пишут физики.

К такому выводу пришла группа физиков под руководством научного сотрудника Национального института ядерной физики (Италия) Альберто Менгони при проведении серии экспериментов на установке n_TOF, построенной в ЦЕРН в 2001 году. Она была создана для изучения структуры ядра атомов и раскрытия механизмов формирования запасов всех тяжелых элементов в обозримой Вселенной.

Дело в том, что все элементы тяжелее железа возникают в недрах крупных умирающих светил или сливающихся нейтронных звезд в результате серии ядерных реакций, в ходе которых ядра более легких элементов последовательно поглощают все большее число нейтронов. Характер этих взаимодействий в целом хорошо изучен, что позволило ученым еще в прошлом столетии вычислить примерные доли всех тяжелых элементов во Вселенной.

Разрешенная загадка Солнечной системы

Эти расчеты в целом оказались справедливыми для большинства изученных изотопов и элементов, однако еще 2003 году физики обнаружили при изучении образцов древнего метеорита Мерчисон, что в первичной материи Солнечной системы содержится значительно больше молибдена-94, чем на то указывают теоретические расчеты. Это породило дискуссии о том, как могла возникнуть данная "молибденовая аномалия" и были ли задействованы в ее формировании пока неизвестные физические принципы.

Для ответа на этот вопрос Менгони и его коллеги проследили при помощи установки n_TOF за взаимодействиями нейтронов и атомов ниобия-94, распады которых приводят к формированию молибдена-94. В прошлом, у физиков имелись лишь очень приблизительные представления о том, как часто ниобий-94 захватывает нейтроны и превращается в ниобий-95 вместо молибдена-94, из-за чего ученые не могли точно определить долю данной вариации молибдена в недрах престарелых звезд.

Проведенные физиками эксперименты указали на то, что молибден-94 на самом деле образуется в результате распадов ниобия-94 чаще, чем на то указывали теоретические расчеты. Это разрешило противоречие между теорией и замерами доли молибдена в первичной материи Солнечной системы и исключило существование неизвестных нам физических процессов, которые могут влиять на характер химической эволюции недр звезд, подытожили Менгони и его коллеги.