Астрономы нашли в Млечном Пути звезду «золотого стандарта»

323

По соседству с нашим Солнцем в Галактике Млечный Путь находится относительно яркая звезда, и в ней астрономы смогли определить самый широкий спектр элементов в звезде за пределами нашей Солнечной системы.

Исследование, проведенное под руководством астронома Мичиганского университета Яна Редерера, определило 65 элементов в звезде HD 222925. Сорок два из идентифицированных элементов являются тяжелыми элементами, которые перечислены в нижней части периодической таблицы элементов.

Идентификация этих элементов в одной звезде поможет астрономам понять, что называется «процессом быстрого захвата нейтронов» или одним из основных способов образования тяжелых элементов во Вселенной.

«Насколько мне известно, это рекорд для любого объекта за пределами нашей Солнечной системы. И что делает эту звезду такой уникальной, так это то, что в ней очень высокая относительная доля элементов, перечисленных в нижних двух третях периодической таблицы. Мы даже обнаружили золото», — сказал Ян Редерер.

«Эти элементы были созданы в процессе быстрого захвата нейтронов. Это действительно то, что мы пытаемся изучить: физика в понимании того, как, где и когда эти элементы были созданы».

Процесс, также называемый «r-процессом», начинается с присутствия более легких элементов, таких как железо. Затем быстро — за время порядка секунды — присоединяются к ядрам более легких элементов. Это создает более тяжелые элементы, такие как селен, серебро, теллур, платина, золото и торий, которые обнаружены в HD 222925, и все они, по словам астрономов, редко обнаруживаются в звездах.

«Вам нужно много свободных нейтронов и набор условий с очень высокой энергией, чтобы высвободить их и добавить к ядрам атомов», — сказал Ян Редерер. «Есть не так много сред, в которых это может произойти — может быть, две».

Одна из этих сред была подтверждена: слияние нейтронных звезд. Нейтронные представляют собой схлопнувшиеся ядра сверхгигантских звезд и самые маленькие и самые плотные из известных небесных объектов. Столкновение пар нейтронных звезд вызывает гравитационные волны, и в 2017 году астрономы впервые обнаружили от слияния нейтронных звезд. Другой вариант возникновения r-процесса — взрывная смерть массивных звезд.

«Это важный шаг вперед: понять, где может происходить r-процесс. Но гораздо больший шаг — сказать: «Что на самом деле сделало это событие? Что там было произведено?» — сказал Ян Редерер. «Вот где начинается наше исследование».

Элементы, идентифицированные Редерером и его командой в HD 222925, образовались либо в результате взрыва массивной сверхновой, либо в результате слияния нейтронных звезд на очень раннем этапе существования Вселенной. Материал был выброшен обратно в космос, где позже преобразовался в звезду, которую астрономы изучают сегодня.

Затем эту звезду можно использовать в качестве модели того, что могло бы произойти в результате одного из этих событий. Любая модель, разработанная в будущем, которая демонстрирует, как r-процесс или природа производит элементы в нижних двух третях таблицы Менделеева, должна иметь ту же подпись, что и HD 222925.

Важно отметить, что астрономы использовали инструмент на космическом телескопе Хаббл, который может собирать ультрафиолетовые спектры. Этот инструмент позволил астрономам собирать в ультрафиолетовой части светового спектра — слабый свет, исходящий от холодной звезды, такой как HD 222925.

Астрономы также использовали один из телескопов Magellan в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, чтобы собрать от HD 222925 в оптической части светового спектра.

Эти спектры кодируют «химический отпечаток» элементов внутри звезд, и чтение этих спектров позволяет астрономам не только идентифицировать элементы, содержащиеся в звезде, но также и то, сколько элемента содержится в звезде.

Ian U. Roederer et al, The R-Process Alliance: A Nearly Complete R-Process Abundance Template Derived from Ultraviolet Spectroscopy of the R-Process-Enhanced Metal-Poor Star HD 222925. arXiv:2205.03426v1 [astro-ph.SR], arxiv.org/abs/2205.03426
Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии