Астрономы обнаружили звезду “золотого стандарта” в Млечном Пути

Около нашего Солнца в галактике Млечный Путь находится относительно яркая звезда, и в ней астрономам удалось определить самый широкий спектр элементов среди звезд за пределами нашей Солнечной системы.

Об этом рассказывают в Мичиганском университете, передают OstanniPodii.com.

Исследование выявило 65 элементов в звезде HD 222925. Сорок два из обнаруженных элементов представляют собой тяжелые элементы, которые находятся в нижней части периодической таблицы элементов.

Идентификация этих элементов в одной звезде поможет астрономам понять так называемый "процесс быстрого захвата нейтронов" или один из основных способов создания тяжелых элементов во Вселенной. Результаты исследования были опубликованы на сайте arXiv и приняты к публикации в серии The Astrophysical Journal Supplement.

«Насколько мне известно, это рекорд для любого объекта вне нашей Солнечной системы. И что делает эту звезду такой уникальной, это очень высокая относительная доля элементов, перечисленных в нижних двух третях периодической таблицы. Мы даже обнаружили золото», – сказал Ян Родерер, ведущий автор исследования. «Эти элементы были получены в результате процесса захвата быстрых нейтронов. Именно это мы стараемся изучить: физику, чтобы понять, как, где и когда эти элементы были получены».

Процесс также называется "r-процессом", начинающимся с присутствия легких элементов, таких как железо. Затем, быстро – около секунды – к ядрам легких элементов добавляются нейтроны. В результате образуются более тяжелые элементы, такие как селен, серебро, теллур, платина, золото и торий, которые обнаружены на HD 222925, и все они, по словам астрономов, редко обнаруживаются в звездах.

«Для того чтобы высвободить нейтроны и добавить их в ядра атомов, необходимо много свободных нейтронов и очень высокая энергия», - сказал Родерер. «Существует не так много сред, в которых это может произойти – две, возможно».

Одна из таких сред была подтверждена: слияние нейтронных звезд. Нейтронные звезды – это разрушенные ядра сверхгигантских звезд, которые являются самыми маленькими и плотными из известных небесных объектов. Столкновение пар нейтронных звезд вызывает гравитационные волны, и в 2017 году астрономы впервые обнаружили гравитационные волны от сливающихся нейтронных звезд. Другой способ, в котором может происходить r-процесс, это взрывная смерть массивных звезд.

«Это важный шаг вперед: признание того, где может происходить r-процесс. Но гораздо больший шаг - сказать: "Что на самом деле произошло в результате этого события? Что там было?"» - сказал Родерер. «Именно в этом состоит суть нашего исследования».

Элементы, которые Родерер и его команда идентифицировали в HD 222925, образовались либо в массивной сверхновой, либо при слиянии нейтронных звезд в самом начале существования Вселенной. Материал был освобожден и выброшен обратно в космос, где позже преобразовался в звезду, изучаемую сейчас Родерером.

Эта звезда может быть держателем того, что могло произойти в результате одного из этих событий. Любая модель, разработанная в будущем, которая продемонстрирует, как r-процесс или природа производят элементы в нижних двух третях периодической таблицы, должна иметь ту же подпись, что и HD 222925, говорит Родерер.

Очень важно, что астрономы использовали инструмент космического телескопа Хаббла, который может собирать ультрафиолетовые спектры. Этот прибор сыграл ключевую роль в том, что астрономы смогли собрать свет в ультрафиолетовой части спектра – слабый свет, происходящий от такой холодной звезды, как HD 222925.

Астрономы использовали один из телескопов Магеллана в обсерватории Лас-Кампанас в Чили для сбора света от HD 222925 в оптической части светового спектра.

Эти спектры кодируют "химические отпечатки" элементов внутри звезд, и чтение этих спектров позволяет астрономам не только определить элементы, содержащиеся в звезде, но и количество того или иного элемента в звезде.

Анна Фребель является соавтором исследования и профессором физики в Массачусетском технологическом институте. Она помогала в общей интерпретации картины изобилия элементов в HD 222925 и в том, как это влияет на понимание происхождения элементов в космосе.

«Теперь мы знаем подробный поэлементный результат какого-либо события r-процесса, произошедшего на ранних стадиях Вселенной», - сказала Фребель. "Любая модель, которая пытается понять, что происходит с r-процессом, должна быть способна воспроизвести это».

Многие из соавторов исследования входят в группу под названием "Альянс R-процесса" — группу астрофизиков, занимающихся решением больших вопросов, связанных с r-процессом. Этот проект означает одну из ключевых целей группы: определить, какие элементы и какие количества были получены в r-процессе с беспрецедентным уровнем детализации.

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

• астрофизика