Astronomii descoperă o stea „standard de aur” în Calea Lactee

Steaua HD 222925 este o stea de magnitudinea a noua situată spre constelația sudica Tucana. Credit: STScI Digitized Sky Survey

În cartierul solar al Căii Lactee se află o stea relativ strălucitoare, iar astronomii au reușit să identifice până în prezent cea mai largă gamă de elemente dintr-o stea dincolo de sistemul nostru solar.

Studiul, condus de astronomul Ian Roederer de la Universitatea din Michigan, a identificat 65 de elemente în stea, HD 222925. Patruzeci și două dintre elementele identificate sunt elemente grele care sunt enumerate în partea de jos a tabelului periodic al elementelor.

Identificarea acestor elemente într-o singură stea îi va ajuta pe astronomi să înțeleagă ceea ce se numește „procesul rapid de captare a neutronilor” sau una dintre principalele modalități prin care au fost create elementele grele ale universului. Rezultatele lor sunt postate pe arXiv și au fost acceptate pentru publicare în Suplimentul Jurnalului Astrofizic serie.

„Din câte știu, aceasta este o înregistrare pentru orice obiect dincolo de sistemul nostru solar. Și ceea ce face această stea atât de unică este că are o proporție relativă foarte mare a elementelor enumerate în cele două treimi inferioare ale tabelului periodic. . Am detectat chiar și aur”, a spus Roederer. „Aceste elemente au fost realizate prin procesul de captare rapidă a neutronilor. Acesta este într-adevăr lucrul pe care încercăm să-l studiem: fizica pentru a înțelege cum, unde și când au fost făcute aceste elemente”.

Procesul, numit și „procesul r”, începe cu prezența unor elemente mai ușoare precum fierul. Apoi, rapid, de ordinul unei secunde, se adaugă neutroni la nucleele elementelor mai ușoare. Acest lucru creează elemente mai grele, cum ar fi seleniu, argint, telur, platină, aurul și toriu, de tipul celor găsite în HD 222925, toate acestea fiind rar detectate în stele, spun astronomii.

„Aveți nevoie de o mulțime de neutroni liberi și de un set de condiții de energie foarte mare pentru a le elibera și a le adăuga la nucleele atomilor”, a spus Roederer. „Nu există multe medii în care se poate întâmpla – poate două”.

Un astfel de mediu a fost confirmat: fuziunile stelelor neutronice. Stelele neutronice sunt nucleele prăbușite ale stelelor supergigant și sunt cele mai mici și mai dense obiecte cerești cunoscute. Ciocnirea perechilor de stele neutrone provoacă unde gravitaționale, iar în 2017 astronomii au detectat pentru prima dată undele gravitaționale de la fuziunea stelelor neutronice. Un alt mod în care ar putea avea loc procesul r este după moartea explozivă a stelelor masive.

„Este un pas important înainte: să recunoaștem unde se poate întâmpla procesul r. Dar este un pas mult mai important să spui: „Ce a făcut de fapt acest eveniment? Ce s-a întâmplat acolo? “, a spus Roederer. “Aici intervine studiul nostru.”

Elementele pe care Roederer și echipa sa le-au identificat în HD 222925 au fost produse fie într-o supernovă masivă, fie într-o fuziune de stele neutronice foarte devreme în univers. Materialul a fost aruncat și trimis înapoi în spațiu, unde s-a transformat apoi în starul studiilor Roederer de astăzi.

Această stea poate fi apoi folosită ca un indicator al ceea ce ar fi produs unul dintre aceste evenimente. Orice model dezvoltat în viitor care demonstrează modul în care procesul r sau natura produce elemente din cele două treimi inferioare ale tabelului periodic trebuie să aibă aceeași semnătură ca HD 222925, spune Roederer.

În mod crucial, astronomii au folosit un instrument de pe telescopul spațial Hubble care poate colecta spectre ultraviolete. Acest instrument a fost esențial pentru a le permite astronomilor să colecteze lumină în partea ultravioletă a spectrului de lumină, lumină slabă provenind de la o stea rece, cum ar fi HD 222925.

Astronomii au folosit, de asemenea, unul dintre telescoapele Magellan – un consorțiu al cărui partener UM este – la Observatorul Las Campanas din Chile pentru a colecta lumina de la HD 222925 în partea optică a spectrului luminii.

Aceste spectre codifică „amprenta chimică” a elementelor din stele, iar citirea acestor spectre permite astronomilor să identifice nu numai elementele conținute în stea, ci și cantitatea de element conținută în stea. .

Anna Frebel este co-autor al studiului și profesor de fizică la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. Ea a ajutat la interpretarea generală a modelului abundenței elementelor din HD 222925 și a modului în care acesta ne informează înțelegerea originii elementelor în cosmos.

„Acum știm rezultatul detaliat element cu element al unui eveniment de proces r care a avut loc la începutul universului”, a spus Frebel. „Orice model care încearcă să înțeleagă ce se întâmplă cu procesul r trebuie să fie capabil să îl reproducă.”

Mulți dintre coautorii studiului fac parte dintr-un grup numit R-Process Alliance, un grup de astrofizicieni dedicati rezolvării marilor întrebări legate de r-process. Acest proiect marchează unul dintre obiectivele principale ale echipei: să identifice ce elemente și în ce cantități au fost produse în procesul r cu un nivel de detaliu fără precedent.


Prima identificare a unui element greu născut dintr-o coliziune a stelelor neutronice


Mai multe informatii:
Ian U. Roederer și colab., 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

Furnizat de Universitatea din Michigan

Citat: Astronomii găsesc stea „standard de aur” în Calea Lactee (11 mai 2022) preluată pe 11 mai 2022 de la https://phys.org/news/2022-05-astronomers-gold-standard-star-milky.html

Acest document este supus dreptului de autor. Cu excepția utilizării loiale în scopuri de studiu sau cercetare privată, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este oferit doar cu titlu informativ.

Add Comment