Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 69

Рис. 41. Зависимость распространенности ядер элементов группы железа в равновесной смеси (1) и в Солнечной системе (2) от их массовых чисел. (Распространенность изотопа Fe^>56 равна единице.)

Поэтому содержание их в равновесной смеси должно быть максимальным, что находится в соответствии с их космической распространенностью. На рис. 41 приведены расчетные значения распространенности ядер элементов группы железа в равновесной смеси при Т = 3,8 · 10^>9 град и lg N _>р lN_>n = 2,5, где N_>p — число протонов, а N_>n—число нейтронов в смеси. Они показывают согласие со значениями их средней распространенности в Солнечной системе. Этот факт может служить подтверждением предположения о том, что вещество тел Солнечной системы, вероятно, было подвержено равновесным процессам. Наблюдаются звезды с очень повышенным содержанием железа; к ним можно отнести, например, белый карлик ван-Маанена 2.

Если в оболочке красного гиганта на этой стадии эволюции еще много водорода и происходит интенсивный обмен вещества звезды, то при температуре в несколько миллиардов градусов появляется возможность для протекания ряда последовательных циклов присоединения протонов, например Na^>21(p, γ)Mg^{>22 р}-> Na^>22(p, γ)Μg^>23(p, γ)Α1^>24. Такие реакции, видимо, протекают и в области более тяжелых элементов, и тогда они могут привести к синтезу «обойденных» ядер. Так, из рис. 40 видно, что изотоп Sm^>144 может образоваться по реакции Nd^>142(p, γ)Pm^>143(p, γ)Sm^>144. Однако эти реакции возможны только в условиях равновесных процессов, что находится в противоречии с распространенностью обойденных ядер в земной коре и метеоритах. Поэтому вопрос об их синтезе остается сейчас еще открытым.

Советский физик Д. А. Франк-Каменецкий выдвигает гипотезу о том, что они образовались в реакциях при холодном ускорении частиц. По его мнению, условия для такого ускорения существуют как при звездных вспышках, так и в оболочках звезд, обладающих переменными магнитными полями. Предположение о том, что некоторые звезды имеют магнитные поля, появилось еще несколько лет назад. В 1947 г. было открыто существование очень сильных магнитных полей у ряда звезд. Например, у звезд α^>2 Гончих Псов и HD 133029 магнитное поле изменяется от —6000 до +7000 гс. Так как оболочки звезд в основном состоят из ядер водорода, то последние могут ускоряться в таких полях до значительных энергий, например до 10 Мэе. Механизм этого ускорения подобен циклотронному ускорению. При таких энергиях протонов могут протекать реакции с вылетом двух нейтронов, например