Неутрино от звездите произвежда флуора, пък той ни пази от кариес

Неутриното, което ежесекундно прелита през човешкото тяло, без да навреди на неговото здраве, е създало голяма част от флуора във Вселената.

По такъв начин въпросните слабо изучени елементарни частици са внесли голям принос в борбата с кариеса (именно този елемент се явява химична основа за повечето пасти за зъби). За новото изследване на произхода на флуора разказва Science News.

Дълго време процесът по образуване на флуор оставаше загадка за учените, но сега физиците подробно са изучили този въпрос и са стигнали до извода, че главни производители на флуор са частиците неутрино.

Известно е, че за създаването на повечето химични елементи, съществуващи в природата, са отговорни звездите. Флуорът с атомен номер 9 е разположен между кислорода и неона в Менделеевата таблица, но той е най-малко разпространен във Вселената в сравнение с неговите съседи.

Масивна звезда създава огромно количество кислород и неон за времето на своето съществуване, а след това ги изхвърля в Космоса с мощен взрив на свръхнова. Забележително е, че кислородът се явява третият най-разпространен елемент в природата след водорода и хелия, а неонът заема пето място в тази статистика. Флуорът не се добира и до 20-о място.

Двама астрономи – Катрин Пилачовски (Catherine Pilachowski) от университета на Индиана и Камерън Пейс от университета на юта – решили да разкрият тайните на формирането на флуора в Космоса. За своето изследване учените използвали 2,1-метровия телескоп в обсерваторията Кит Пик в Аризона. С него те наблюдавали 79 звезди, произвеждащи флуороводород. Флуороводородът е способен да поглъща инфрачервеното лъчение и благодарение на това оставя следа в спектъра на лъчение на звездите.

Следи от производството на газа били открити при 51 звезди. Както пишат учените в статия, публикувана в изданието The Astronomical Journal, количеството на наблюдавания флуор се оказало толкова високо, че вероятно той бил създаден от частици неутрино по време на взрива на свръхновите.

Когато масивна звезда се взривява, тя изпуска 10⁵⁸ частици неутрино, чиято енергия е толкова висока, че те избиват протоните и неутроните от ядрата на неоновите атоми, влизащи в състава на звездите. Така се формира флуорът. Но такъв сценарий, според физиците, не може да обясни големите количества от този елемент, които наблюдавали учените.

За да се определи откъде се взема повечето флуор във Вселената, е необходимо да се измери точно температурата на звездите, генериращи флуороводород. Тъй като молекулите на флуороводорода се разпадат при високи температури, спектрите на по-горещите звезди ще покажат по-малко количество от този газ в сравнение на спектрите на по-студените светила – дори ако и едните, и другите съдържат еднакво количество флуор.

Предварителните данни от наблюденията на учените сочат, че неутриното в свръхновите е произвело около две трети от флуора, съществуващ днес на Земята. Точните данни ще бъдат публикувани през 2016 година.

Откритието на астрономите е в разрез с резултатите от предишно изследване по дадената тема: Хенрик Йонсон (Henrik Jönsson) от обсерваторията в Лунд (Швеция) е открил в звездите доста по-малка концентрация на флуор. Според него този елемент се появява не заради неутриното, а в обичайни ядрени реакции в звездите от асимптотичния клон червени гиганти, изгарящи водород и хелий. Утихвайки, те „отдават“ своите външни слоеве (заедно с флуора) на цялата галактика.

Спорът между Йохансон и Пилачовски–Пейс може да бъде решен с коректното определяне на температурите на изучаваните звезди – тъй като флуороводородът се разпада при високи температури. Тоест за точното определяне на концентрацията на флуора се изисква заслужаващ доверие метод за определяне на температурата.

И все пак учени, които не влизат в състава на спорещите колективи, смятат, че именно неутриното от свръхновите звезди дава от половината до две трети от запасите от флуор на Земята и следователно осигурява защита от кариес на хората.