Астрономите откриват звезда със „златен стандарт“ в Млечния път

Звездата HD 222925 е звезда от девета величина, разположена към южното съзвездие Тукана. Кредит на изображението: Дигитализираното небе на STScI

В слънчевия квартал на Млечния път има сравнително ярка звезда и астрономите са успели да идентифицират най-широката гама от елементи в звезда извън нашата слънчева система досега.

Изследването, водено от астронома от Мичиганския университет Иън Рьодерер, идентифицира 65 елемента в звездата, HD 222925. Четиридесет и два от идентифицираните елементи са тежки елементи, които са изброени в долната част на периодичната таблица на елементите.

Идентифицирането на тези елементи в една звезда ще помогне на астрономите да разберат това, което се нарича „процес на улавяне на бързи неутрони“ или един от основните начини, по които са създадени тежките елементи на Вселената. Техните резултати са публикувани на arXiv и са приети за публикуване в серията Astrophysical Journal Supplement.

„Доколкото ми е известно, това е рекорд за всеки обект извън нашата слънчева система. И това, което прави тази звезда толкова уникална, е, че има много висок относителен дял на елементите, изброени в долните две трети от периодичната таблица. Дори открихме злато“, каза Рьодерер. „Тези елементи са направени чрез процеса на улавяне на бързи неутрони. Това наистина е нещото, което се опитваме да изучаваме: физика, за да разберем как, къде и кога са направени тези неща.

Процесът, наричан още “r-процес”, започва с наличието на по-леки елементи като желязо. След това бързо, от порядъка на секунда, неутрони се добавят към ядрата на по-леките елементи. Това създава по-тежки елементи като селен, сребро, телур, платина, злато и торий, открити в HD 222925, всички от които рядко се откриват в звездите, казват астрономите.

„Имате нужда от много свободни неутрони и набор от много високи енергийни условия, за да ги освободите и да ги добавите към ядрата на атомите“, каза Рьодерер. “Няма много среди, в които може да се случи – две, може би.”

Една такава среда е потвърдена: сливане на неутронни звезди. Неутронните звезди са колапсирани ядра на супергигантски звезди и са най-малките и най-плътните известни небесни обекти. Сблъскващите се двойки неутронни звезди причиняват гравитационни вълни и през 2017 г. астрономите за първи път откриха гравитационни вълни от сливане на неутронни звезди. Друг начин, по който r-процесът може да възникне, е след експлозивната смърт на масивни звезди.

„Това е важна стъпка напред: разпознаване къде може да възникне r-процесът. Но е много по-голяма стъпка да се каже: „Какво всъщност направи това събитие? Какво се случваше там?“ казва Рьодерер. „Там идва нашето изследване.“

Елементите, които Рьодерер и неговият екип идентифицираха в HD 222925, са произведени или в масивна свръхнова, или при сливане на неутронна звезда много рано във Вселената. Материалът е изхвърлен и изпратен обратно в космоса, където след това се трансформира в звездата, която Рьодерер изучава днес.

След това тази звезда може да се използва като индикатор за това какво би произвело едно от тези събития. Всеки модел, разработен в бъдеще, който демонстрира как r-процесът или природата произвеждат елементи в долните две трети от периодичната таблица, трябва да има същия подпис като HD 222925, казва Рьодерер.

Най-важното е, че астрономите са използвали инструмент на космическия телескоп Хъбъл, който може да събира ултравиолетови спектри. Този инструмент беше от съществено значение, за да позволи на астрономите да събират светлина в ултравиолетовата част на светлинния спектър – слабата светлина, идваща от хладна звезда като HD 222925.

Астрономите също така използваха един от телескопите на Магелан – консорциум, на който UM е партньор – в обсерваторията Лас Кампанас в Чили, за да събират светлина от HD 222925 в оптичната част на светлинния спектър.

Тези спектри кодират “химическия пръстов отпечатък” на елементите в звездите и четенето на тези спектри позволява на астрономите не само да идентифицират елементите, съдържащи се в звездата, но и количеството на елемент, съдържащ се в звездата.

Анна Фребел е съавтор на изследването и професор по физика в Масачузетския технологичен институт. Тя помогна за цялостната интерпретация на модела на изобилието на елементите на HD 222925 и как той информира нашето разбиране за произхода на елементите в космоса.

„Сега знаем подробния изход елемент по елемент на събитие r-процес, което се е случило рано във Вселената“, каза Фребел. “Всеки модел, който се опитва да разбере какво се случва с r-процеса, трябва да може да го възпроизведе.”

Много от съавторите на изследването са част от група, наречена R-Process Alliance, група астрофизици, посветени на решаването на големи въпроси за r-процеса. Този проект бележи една от основните цели на екипа: да идентифицира кои елементи и в какви количества са произведени в процеса r с безпрецедентно ниво на детайлност.

/Публично съобщение. Този материал от оригиналната организация/автори може да бъде ad hoc по природа, редактиран за яснота, стил и дължина. Изразените възгледи и мнения са на автора или авторите. Вижте изцяло тук.

Add Comment