Все атомы в нашем теле имеют космическое происхождение, но их путь к Земле оказался намного сложнее, чем предполагалось ранее. Согласно новому исследованию, эти микроскопические частицы совершили путешествие, выходящее далеко за пределы Млечного Пути.

Рождение в звездном горниле
В космическом пространстве разворачивается величественный спектакль, где главные роли исполняют звезды — природные фабрики по производству химических элементов. В их недрах при температурах в миллионы градусов протекает термоядерный синтез — процесс слияния атомных ядер, в ходе которого образуются более тяжелые элементы. Углерод, кислород, азот и другие элементы рождаются в этой космической кузнице. Кульминацией всего этого процесса становится грандиозный финал звездной жизни — вспышка сверхновой*, насыщающая космическое пространство созданными элементами.
*Важно отметить, что сверхновыми вспыхивают лишь массивные звезды. Солнцеподобные звезды — и звезды меньшей массы — в их число не входят.
Танец материи в космическом пространстве
Циркумгалактическая среда — особое пространство вокруг галактик — играет ключевую роль в круговороте материи. Как отмечают исследователи, циркумгалактическая среда представляет собой своеобразную систему, которая постоянно выталкивает материю из галактики, а после перемешивания притягивает ее обратно. Теоретически существование этого феномена было предсказано давно, но подтверждено лишь в 2011 году, и это существенно изменило наше понимание эволюции галактик.

«Это похоже на гигантский космический круговорот, — делится своими наблюдениями Саманта Гарза, ведущий автор исследования и докторант из Вашингтонского университета. — Когда звезды взрываются как сверхновые, они выбрасывают тяжелые элементы в окологалактическую среду. Позже эти элементы могут вернуться в родительскую галактику и участвовать в формировании новых звезд и планет».
Особенно интригующим выглядит путешествие углерода — одного из ключевых элементов жизни. Исследование показало, что атомы углерода проделали путь длиной в сотни тысяч световых лет.
«Каждая молекула в вашем теле — это странник, преодолевший немыслимые расстояния, — поясняет соавтор исследования профессор Джессика Верк. — Углерод в ваших клетках мог провести миллиарды лет в межгалактическом пространстве, прежде чем стать частью земной биосферы».
Галактический круговорот жизни
Чтобы подтвердить теорию о путешествии элементов за пределы галактик, ученые провели серию наблюдений с помощью спектрографа Cosmic Origins Spectrograph (COS) на борту космического телескопа NASA/ESA «Хаббл». Они исследовали свет далеких квазаров, проходящий через циркумгалактическую среду одиннадцати звездообразующих галактик, и обнаружили значительное присутствие ионизированного углерода — одного из ключевых элементов для жизни. В некоторых случаях следы углерода фиксировались на расстоянии до 400 000 световых лет от центра галактик (это примерно в четыре раза больше диаметра Млечного Пути), что значительно превышает типичные размеры галактических дисков.

Галактики поддерживают свою активность благодаря постоянному обмену материей с окружающим пространством. Когда этот процесс нарушается, галактика может «заснуть», прекратив рождение новых звезд.
Наследие космических странствий
В каждом из нас заключена частица древней Вселенной — атомы, прошедшие через горнило звездных недр и бескрайние просторы межгалактического пространства. Эта космическая сага напоминает нам: границы между «здесь» и «там», между человеком и космосом гораздо более размыты, чем мы привыкли думать. Мы не просто наблюдатели Вселенной — мы ее неотъемлемая часть, несущая в себе память о звездных странствиях.
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
