Работа австралийских ученых не нацелена на поиски практического «рецепта похолодания». Она привлекла внимание специалистов тем, что предложила возможную причину ускорения прихода последней («нашей») ледниковой эпохи, причем такую причину, о которой никто раньше не думал. Причина эта, по их мнению, тоже космическая, но не связанная ни с вариациями земной орбиты, ни с вариациями солнечного излучения. Все дело — в астероиде.
Столкновений с астероидами за всю историю Земли могло быть много. Но поскольку 70 % поверхности нашей планеты покрыты Мировым океаном, вероятность падения гигантского астероида в воду много больше, чем на сушу. А результат в этих двух случаях разный. Кроме выброса пыли, газов и тому подобного в атмосферу, что должно способствовать резкому похолоданию (из-за усиленного отражения солнечного света), при падении большого астероида в воду возникает еще эффект цунами. Волны, поднятые таким ударом, должны и могут быть высотой даже не в десятки, как в случае гигантских землетрясений, а в сотни метров. Не говоря уже о глобальных разрушениях, такие волны в состоянии забросить далеко вглубь континентов всю ту пыль, обломки и прочие частицы вещества, которые они несут с места катастрофы. Второго кратера Чикскулуб не будет, но следы удара сохранятся повсеместно.
В 1964 году американские исследователи обнаружили на берегах Антарктики мельчайшие частицы оплавленного сильнейшим ударом земного вещества вперемешку с веществом, характерным для метеоритов. Зона распространения этих частиц была достаточно велика, чтобы предположить, что тут когда-то рухнул в океан гигантский метеорит или астероид. Удалось оценить и время катастрофы — 2,5 миллиона лет тому назад. Сегодня ученым известно, что именно в это время в Чили, Австралии, Новой Зеландии и Антарктике, то есть в местах, непосредственно окружающих предполагаемое место падения астероида Эльтанин, возникли большие слои геологических отложений особого рода. Долгое время считалось, что эти слои возникли за счет медленных и длительных геохимических процессов. Никто не связывал их с ударом астероида. Но вот теперь исследователи, тщательно изучив эти слои, пришли к выводу, что их вещество сродни тем частицам, которые были найдены на антарктическом побережье, где Эльтанин упал в Южный океан. По мнению авторов, это вещество было заброшено вглубь южно-американского и австралийского континентов теми гигантскими цунами, которые распространились от места удара.
Если так, то можно думать, что удар астероида Эльтанин имел чудовищную силу, и, стало быть, его последствия тоже были чудовищными — как для геологии планеты, так и для ее атмосферы. И в этой точке своих рассуждений авторы позволяют себе неожиданный и интересный ход мысли. Они напоминают, что, судя по прежним данным, за 100–200 тысяч лет до этого удара на Земле (по каким-то ее причинам) началась нынешняя ледниковая эпоха. И, отметив это многозначительное совпадение, австралийские ученые выдвигают смелую гипотезу: «Не настаивая на том, что вся геологическая и климатическая активность того времени была вызвана ударом астероида Эльтанин, — пишут они, — мы хотим указать, что подобное совпадение во времени двух событий: удара астероида и начала ледниковой эпохи — заставляет задуматься над возможностью влияния этого катастрофического события и ему подобных на ускорение — а может быть, — и на зарождение эпохальных климатических переходов в масштабах всей планеты».
В конечном счете, может оказаться, что и мы, люди, обязаны своим появлением этому астероиду. Кто знает, может, если б не он, когда бы мы еще появились. Ждали бы и ждали еще миллионы лет, пока не похолодает.
Метеориты на вес золота
Когда-то с неба сыпались золото и платина. Драгоценные металлы падали на нашу планету вместе с метеоритами. Возникли же они гораздо раньше — при столкновении нейтронных звезд.
В пору экономических кризисов люди всеми способами пытаются спасти свои сбережения — например, скупают золото. Любопытно, что этот металл, как убедились астрономы, тоже рождается в пору кризисов, но не земных, а небесных. Компьютерные модели, представленные астрофизиками, свидетельствуют, что идеальные условия для синтеза золота возникают при катастрофических событиях в мире звезд. В это время вспыхивают термоядерные реакции, которые порождают в большом количестве тяжелые элементы — в том числе вожделенный металл.
Как известно, многие химические элементы образуются при слиянии более легких атомных ядер. Зачем далеко ходить за примерами? В недрах нашего Солнца при слиянии ядер водорода возникают ядра гелия. При этом выделяются громадные количества энергии. Подобные процессы протекают и в недрах других звезд — с той лишь разницей, что в глубине гигантских звезд рождаются более тяжелые элементы, включая железо. Происходит, правда, это по другой схеме — путем захвата нейтронов у менее массивных атомов. Есть две основные разновидности этого захвата. Одна из них — так называемый «быстрый процесс», r-процесс (от английского слова rapid) — до сих пор вызывала немало вопросов у астрофизиков, поскольку подобный процесс протекает, лишь когда плотность нейтронов очень высока и есть возможность быстрого захвата большого их количества. Результатом этой череды событий становится синтез самых тяжелых элементов, в том числе тория, урана, платины и золота. Но в недрах каких небесных объектов это может происходить?
Долгое время астрофизики предполагали, что золото рождается при взрывах сверхновых звезд. Однако этот сценарий не мог объяснить характер распределения тяжелых элементов во Вселенной. Другое дело — столкновения нейтронных звезд. Прежде чем описать подобное событие, поговорим немного об этих необычных объектах.
Путешествие вглубь нейтронных звезд
Возникают они на месте взорвавшихся звезд (если те не превратились в черные дыры). Нейтронные звезды — поистине рай небесный для физиков. Ни в одной лаборатории мира нельзя воссоздать условия, царящие здесь.
Прежде всего, поражает их плотность. Вещество в них сжато сильнее, чем в атомном ядре. Так что нейтронная звезда диаметром около 20 километров оказывается в 1,4–3 раза массивнее Солнца. Это означает, что чайная ложка звездной пыли будет весить около миллиарда тонн.
Сила притяжения на поверхности нейтронной звезды так велика, что та представляет собой идеальный шар. Если здесь и можно найти какие-то неровности, то их высота — не более миллиметра. Толщина твердой коры, по результатам наблюдений, не превышает полутора километров. Верхний ее слой состоит из железа, погруженного в своего рода океан из электронов.
Слой железа очень тонок. Всего в нескольких метрах от поверхности нейтронной звезды ее плотность резко возрастает. Там теснятся экзотические атомные ядра, которые на Земле можно получить разве что на новейших ускорителях. Пример тому — такой элемент, как никель-78. Если в стабильном атоме никеля его ядро содержит от 58 до 64 протонов и нейтронов, то радиоактивный никель-78 содержит, по меньшей мере, на 14 нейтронов больше. Период полураспада подобного элемента в лабораторных условиях составляет 110 миллисекунд. А вот в коре нейтронной звезды ввиду царящего здесь громадного давления атомные ядра никеля-78 пребывают в стабильном состоянии.
Но продолжим путешествие вглубь нейтронной звезды. Когда плотность в ее коре достигает 400 тысяч тонн на кубический сантиметр, условия резко меняются. Теперь для нейтронов, с энергетической точки зрения, выгоднее находиться вне атомных ядер. Они «просачиваются» сквозь ядра и образуют зоны, состоящие из так называемой «нейтронной жидкости».
Наконец, когда плотность в недрах звезды достигает 150 миллионов тонн на кубический сантиметр, кора нейтронной звезды заканчивается. Все атомные ядра распадаются на свои составные части. В этом месиве из элементарных частиц нейтроны находятся в явном изобилии. Поэтому, когда звезда остынет, в ее недрах может наблюдаться такое явление, как нейтронная сверхпроводимость. Этот феномен аналогичен, например, низкотемпературной сверхпроводимости гелия. Для него характерно полное отсутствие потерь энергии на элекрическое сопротивление.