Aurinkomme laitamilla Linnunradan galaksissa on suhteellisen kirkas tähti, josta tähtitieteilijät ovat tunnistaneet laajimman joukon elementtejä, joita aurinkokuntamme ulkopuolisessa tähdessä voi olla. Michiganin yliopiston tähtitieteilijän Jan Roedererin johtamassa tutkimuksessa tähdestä HD 65 löydettiin 222925 alkuainetta. XNUMX löydetyistä alkuaineista on raskaita elementtejä, jotka ovat jaksollisen taulukon alaosassa. Näiden elementtien tunnistaminen yhdestä tähdestä auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään niin sanotun nopean neutronien sieppausprosessin tai yhden tärkeimmistä tavoista, joilla raskaita elementtejä syntyy maailmankaikkeudessa.
"Sikäli kuin tiedän, tämä on ennätys kaikista aurinkokuntamme ulkopuolisista objekteista. Mikä tekee tästä tähdestä niin ainutlaatuisen, on jaksollisen järjestelmän alemmassa kahdessa kolmasosassa lueteltujen alkuaineiden suhteellinen osuus. Löysimme jopa kultaa", Roederer sanoi. "Nämä elementit saatiin nopeiden neutronien sieppausprosessin tuloksena. Sitä yritämme tutkia: fysiikkaa ymmärtääksemme, miten, missä ja milloin nämä alkuaineet tuotettiin."
Prosessi, jota kutsutaan myös "r-prosessiksi", alkaa kevyiden alkuaineiden, kuten raudan, läsnäolosta. Sitten nopeasti – noin sekunnissa – neutroneja lisätään kevyiden alkuaineiden ytimiin. Tuloksena muodostuu raskaampia alkuaineita, kuten seleeniä, hopeaa, telluuria, platinaa, kultaa ja toriumia – HD 222925:n kaltaisia, joita kaikkia tähtitieteilijöiden mukaan tähdistä löytyy harvoin. "Neutronien vapauttamiseksi ja niiden lisäämiseksi atomiytimiin tarvitaan paljon vapaita neutroneja ja erittäin korkeaa energiaa", Roederer sanoi. "Ei ole niin montaa ympäristöä, jossa näin voi tapahtua."
Yksi tällainen ympäristö on vahvistettu: sulautuvat neutronitähdet. Neutronitähdet ovat superjättitähtien romahtaneita ytimiä, jotka ovat pienimpiä ja tiheimpiä tunnettuja taivaankappaleita. Törmäytyvät neutronitähtiparit aiheuttavat gravitaatioaaltoja, ja vuonna 2017 tähtitieteilijät havaitsivat ensimmäisen kerran gravitaatioaaltoja sulautuvista neutronitähdistä. Toinen tapa, jolla r-prosessi voi tapahtua, on voimakkaiden tähtien räjähdysmäinen kuolema. Elementit, jotka Roederer ja hänen tiiminsä tunnistivat HD 222925:ssä, muodostuivat joko massiivisessa supernovassa tai neutronitähtien fuusiossa aivan universumin alussa.
Tätä tähteä voidaan käyttää välityspalvelimena sille, mitä näistä tapahtumista voi tapahtua. Kaikilla tulevaisuudessa kehitetyillä malleilla, jotka osoittavat, kuinka r-prosessi tai luonto tuottaa elementtejä jaksollisen järjestelmän alimmassa kahdessa kolmasosassa, tulisi olla sama allekirjoitus kuin HD 222925:llä, Roederer sanoo.
Tärkeää on, että tähtitieteilijät käyttivät Hubble-avaruusteleskoopin instrumenttia, joka voi kerätä ultraviolettispektrejä. Tällä instrumentilla oli keskeinen rooli, jotta tähtitieteilijät pystyivät keräämään valoa spektrin ultraviolettiosassa, heikkoa valoa, joka tulee viileästä tähdestä, kuten HD 222925. Tähtitieteilijät käyttivät myös yhtä Magellan-teleskoopeista – konsortiota, jonka kanssa UM on yhteistyökumppani. Las Vegasin observatoriossa -Campanasissa Chilessä keräämään valoa HD 222925:stä valospektrin optisessa osassa. Nämä spektrit koodaavat tähtien sisällä olevien elementtien "kemialliset sormenjäljet", ja näiden spektrien lukemisen ansiosta tähtitieteilijät voivat määrittää paitsi tähdessä jo olevat alkuaineet, myös kunkin elementin määrän.
Monet tutkimuksen kirjoittajista ovat osa ryhmää nimeltä R-Process Alliance, ryhmä astrofyysikoita, jotka työskentelevät ratkaisemaan suuria r-prosessiin liittyviä kysymyksiä. Tämä projekti edustaa yhtä ryhmän keskeisistä tavoitteista: määrittää, mitä elementtejä ja missä määrin r-prosessissa tuotettiin ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös: