Моделювання карликової галактики виявляє різні шляхи збагачення стронцію

Процеси захоплення нейтронів в різних типах зірок відповідають за створення елемента-метала стронція.

Моделювання карликової галактики астрофізиками японського дослідницького інституту RIKEN розкрило різні процеси, за допомогою яких породжуються помірно важкі метали, такі як стронцій-1. Вони виявили, що для пояснення спостережуваної кількості цих металів в карликових галактиках потрібно щонайменше чотири види зірок, розповідають в RIKEN.

Зірки - це алхіміки космосу. Наприклад, багато найлегших елементів періодичної таблиці утворюються ядерним синтезом в зірках. Але походження деяких важчих елементів більш загадкове.

Реакції синтезу можуть зробити елементи такими ж важкими, як залізо і нікель, тоді як ще важчі елементи створюються, коли ядра захоплюють додаткові нейтрони. Екстремальні умови, наприклад, у надновій або при злитті двох нейтронних зірок, призводять до швидкого процесу захоплення нейтронів (r-процес). На противагу цьому, процес повільного захоплення нейтронів (s-процес) відбувається більш поступово, наприклад, у так званих асимптотичних гігантських зірках, що розширяються, в кінці їхнього життя. Кожен процес - і кожне середовище - породжують різну суміш важких елементів.

Метали, виковані в цих процесах, врешті-решт викидаються у космос в міру того, як зірка гине, і можуть бути включеними в склад нових зірок. Відстеження розподілу цих успадкованих елементів може допомогти зрозуміти, як вони були зроблені.

Наприклад, стронцій є одним з найлегших елементів, створених в r-процесі. Деякі зірки в карликових галактиках, близьких до Чумацького Шляху, мають незвично високе співвідношення стронцію до барію, що дозволяє припустити, що вони вироблялися в різних середовищах.

Щоби дослідити походження цього стронцію, Ютака Хірай з Центру обчислювальної науки RIKEN та двоє його колег змоделювали карликову галактику з розподілом металів, аналогічному тому, що спостерігається в сусідніх карликових галактиках. Потім вони подивилися, які зоряні процеси призвели до збагачення стронцію.

Дослідники виявили, що злиття нейтронних зірок та асимптотичні гігантські зірки, що розширяються, не можуть пояснити все збагачення стронцію при їх моделюванні. Частина збагачення походить від масивних зірок, що обертаються, де змішування матеріалів всередині зірки може генерувати нейтрони для певної форми s-процесу.

"Але найважливіший наш висновок - це те, що викиди з електоно-захолюючих наднових можуть утворювати зірки із сильно збільшенним співвідношенням стронцій-барій, - говорить Хірай. - Очікується, що вибух електоно-захолюючої наднової відбувається в найнижчому діапазоні мас масивних зірок, які у вісім-десять разів перевищують масу Сонця". Ці зірки відомі тим, що мають ядра, багаті киснем, неоном і магнієм.

Зараз команда Хірая має намір провести більш детальне порівняння між симуляціями та спостереженнями за елементними надлишками у зірках в Чумацькому Шляху та навколо нього.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Галактики
• карликова галактика
• астрофізика