"Звезды из европия" в карликовой галактике Форнакс дают новое понимание происхождения элементов

Исследовательская группа физиков обнаружила в спутниковой нашему Млечном Пути карликовой галактике высокое содержание европия в звездах, которые намного моложе большинства таких звезд.

Об этом рассказывают в Дармштадтском техническом университете, Германия, который возглавил исследование.

Результаты работы группы EUROPIUM, возглавляемой профессором Альмуден Арконес, которая получила грант от Европейского исследовательского совета, 17 мая были опубликованы в "The Astrophysical Journal". Соавторами являются д-р Мориц Райхерт (член EUROPIUM) и д-р Камилла Хансен из Института астрономии имени Макса Планка, Гейдельберг.

Европий является ключевым в понимании образования тяжелых элементов в процессе быстрого захвата нейтронов, так называемого r-процесса. Это имеет решающее значение как для образования половины элементов тяжелее железа, так и для общего количества тория и урана во Вселенной.

Группа EUROPIUM соединила теоретические астрофизические моделирования с наблюдениями за древними звездами в нашей галактике и в карликовых галактиках. Последние — это маленькие галактики, в которых преобладает темная материя, и которые вращаются вокруг Млечного Пути. Карликовые галактики являются прекрасными тестовыми объектами для изучения r-процесса, поскольку некоторые самые древние звезды, бедные на металлы, существующие от 10 до 13 миллиардов лет, демонстрируют избыток элементов r-процесса. Исследования даже постулировали, что только одно богатое нейтронами событие может быть ответственным за это обогащение в самых маленьких карликовых галактиках.

Благодаря открытию, исследователям из Дармштадта и Гейдельберге удалось определить высокое содержание европия, который когда-либо наблюдался — и они придумали новое название для таких звезд: "звезды из европия". Эти звезды принадлежат к карликовой галактике Форнакс — карликовой сфероидальной галактике с высоким содержанием звезд. В своей публикации группа также сообщает о первом в истории наблюдении лютеция в карликовой галактике и наибольшей выборке наблюдаемого циркония.

Очень редкая находка

"Звезды из европия" в Форнакс родились вскоре после взрывного производства тяжелых элементов. Судя по обилию звездных металлов, событие экстремального r-процесса должно было произойти еще четыре-пять миллиардов лет назад. Это очень редкая находка, поскольку большинство богатых европием звезд гораздо старше. Поэтому звезды из европия дают представление о происхождении элементов во Вселенной в крайне конкретном и позднем времени.

Тяжелые элементы образуются в результате r-процесса при слиянии двух нейтронных звезд или во взрывном конце жизни массивных звезд с сильными магнитными полями. Группа EUROPIUM проанализировала эти два высокоэнергетические события и провела детальные исследования производства элементов в этих средах. Однако из-за все еще большой неопределенности в данных ядерной физики невозможно однозначно отнести тяжелые элементы в "звездах из европия" к одному из этих астрофизических сред. Дальнейшие эксперименты в новом ускорительном комплексе FAIR в Центре исследования тяжелых ионов имени Гельмгольца в Дармштадте значительно уменьшат эти неопределенности.

Кроме того, новый проект гессиан-кластера ELEMENTS, главным исследователем которого является профессор Арконес, уникально объединит моделирование слияния нейтронных звезд, расчеты нуклеосинтеза с последней экспериментальной информацией и наблюдениями для исследования древнего вопроса: Где и как производятся тяжелые элементы во Вселенной?

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.