Существенный перелом в решении проблемы образования химических элементов начался с 1952 г., когда американские физики (В. Фаулер, Е. Сальпетер, А. Камерон и Д. Гринштейн), а также английские астрофизики (Е. Бербидж, Дж. Бербидж и Ф. Хойль) предложили теорию синтеза химических элементов в звездах. Эта теория основана на современных данных астрофизики, ядерной физики и ядерной химии. Согласно этой теории, синтез элементов происходит на всех стадиях развития звезд.
3. Рождение элементов в звездах
Интенсивное развитие астрономии и особенно наблюдательной астрофизики — науки, которая занимается изучением физической природы космических тел, — за последние десять лет позволило, как мы видели в предыдущей главе, получить многие важные характеристики известных ранее звезд: массу, светимость, размеры и химический состав, — установить ряд закономерностей в свойствах звезд и открыть новые космические объекты. Это дало возможность найти космические тела, в которых в настоящее время могут протекать ядерные реакции, приводящие к синтезу элементов. Поэтому отпала необходимость в предположении какого-либо особого дозвездного состояния вещества, чтобы объяснить современную распространенность химических элементов.
Ниже мы покажем, что синтез химических элементов происходит на всех стадиях развития звезд, как закономерный процесс их эволюции, которая обусловлена двумя основными факторами: гравитационным сжатием, приводящим к сокращению объема звезды, и ядерными реакциями, сопровождающимися выделением огромного количества энергии, что предотвращает процесс сжатия. Следует указать, что не менее существенную роль в эволюции звезды играет процесс истечения звездного вещества на некоторых стадиях их развития, который может привести к существенному изменению состояния звезды.
Во многих зарубежных странах даже в настоящее время большой популярностью пользуется «гипотеза» Леметра об одновременном создании около двух миллиардов лет назад всех звезд и галактик. Однако эту гипотезу нельзя считать правильной. Обнаруженные в последние годы с помощью мощных телескопов новые космические объекты: голубые галактики, звездные ассоциации — группы горячих гигантских звезд одинакового типа, несомненно, говорят о том, что процесс образования звезд и галактик происходит и в настоящее время. Существование разнообразных типов звезд и галактик различного возраста также свидетельствует о том, что они образовались в различное время.
Обнаружено, что самые молодые звезды находятся в неправильных галактиках и плоских составляющих спиральных галактик, т. е. в тех частях Вселенной, в которых много пыли и газа. Поэтому, естественно, возникла гипотеза о том, что исходным материалом для образования звезд являются пыль и газ, которые при движении под действием физических и механических факторов претерпевают сжатие с образованием сгустков. С помощью большого телескопа акад. В. Г. Фесенков совместно с Д. А. Рожковским на фотографиях газово-пылевых туманностей в созвездии Лебедя обнаружили волокна, которые распались на отдельные сгущения, образующие звездные цепочки. Было установлено, что образование этих звездоподобных сгущений произошло не более чем несколько тысяч лет назад. Исследования Фесенкова говорят о том, что образующиеся таким образом звезды имеют малую светимость и красноватый цвет.