Ученые раскрыли историю происхождения необходимого для жизни углерода-12

Теорию о том, как экстремальные условия в звездах приводят к образованию углерода-12, который является важнейшим звеном для зарождения жизни, выдвинула международная группа исследователей, 11 мая сообщает Phys.org.

Новое исследование ученых описывает полученную с помощью суперкомпьютерного моделирования теорию ядерной структуры углерода, которая способствует его образованию в космосе.

Как определили ученые, при экстремальной температуре и давлении внутри звезд или при столкновениях и взрывах звезд, возникают нестабильные ядра углерода в возбужденном состоянии с тремя слабо связанными сгустками, каждый из которых содержит два протона и два нейтрона. Часть этих нестабильных ядер углерода может выделять немного дополнительной энергии в виде гамма-лучей и превращаться в стабильный углерод-12.

В работе ученых описывается, как альфа-частицы — атомы гелия-4 с двумя протонами и двумя нейтронами — могут группироваться с образованием гораздо более тяжелых атомов, включая нестабильное возбужденное состояние углерода-12, известное как состояние Хойла.

Чтобы проверить теорию, исследователи провели моделирование на суперкомпьютере, включая вычисления на суперкомпьютере Fugaku в Центре вычислительных наук RIKEN в Кобе. Они также разработали методы статистического обучения для выявления альфа-кластеризации состояния Хойла и возможного получения стабильного углерода-12.

Все расчеты, физические величины и теоретические тонкости соответствуют тем экспериментальным данным, которые имеются в этой части ядерной физики, пишут исследователи.

Таким образом, они считают, что получили некоторые основные ответы о происхождении углерода-12. Как сказал профессор физики и астрономии в Университете штата Айова Джеймс Вэйри, теперь исследователям ясно одно: «Этот нуклеосинтез в экстремальных условиях производит много вещества, включая углерод», — сказал он.