आकाशगंगा में हमारे सूर्य के बाहरी इलाके में एक अपेक्षाकृत चमकीला तारा है जिसमें खगोलविदों ने उन तत्वों की व्यापक श्रेणी की पहचान की है जो हमारे सौर मंडल के बाहर एक तारे में मौजूद हो सकते हैं। मिशिगन विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री जान रोएडरर के नेतृत्व में किए गए अध्ययन ने स्टार एचडी 65 में 222925 तत्वों की खोज की। खोजे गए तत्वों में से बयालीस भारी तत्व हैं, जो आवर्त सारणी के नीचे हैं। एक ही तारे में इन तत्वों की पहचान करने से खगोलविदों को तथाकथित तेज़ न्यूट्रॉन कैप्चर प्रक्रिया को समझने में मदद मिलेगी, या ब्रह्मांड में भारी तत्वों के निर्माण के मुख्य तरीकों में से एक है।
"जहां तक मुझे पता है, यह हमारे सौर मंडल के बाहर किसी भी वस्तु के लिए एक रिकॉर्ड है। जो चीज इस तारे को इतना विशिष्ट बनाती है, वह है आवर्त सारणी के निचले दो-तिहाई में सूचीबद्ध तत्वों का बहुत अधिक सापेक्ष अनुपात। हमने सोने की भी खोज की," रोएडरर ने कहा। "ये तत्व तेजी से न्यूट्रॉन को पकड़ने की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त किए गए थे। यही हम अध्ययन करने की कोशिश कर रहे हैं: भौतिकी यह समझने के लिए कि इन तत्वों का उत्पादन कैसे, कहाँ और कब हुआ।"
प्रक्रिया, जिसे "आर-प्रक्रिया" भी कहा जाता है, लोहे जैसे हल्के तत्वों की उपस्थिति से शुरू होती है। फिर, जल्दी से - लगभग एक सेकंड - प्रकाश तत्वों के नाभिक में न्यूट्रॉन जुड़ जाते हैं। परिणाम सेलेनियम, चांदी, टेल्यूरियम, प्लैटिनम, सोना और थोरियम जैसे भारी तत्वों का निर्माण होता है - एचडी 222925 में पाया जाने वाला प्रकार, जो सभी खगोलविदों का कहना है कि सितारों में शायद ही कभी पाए जाते हैं। रोएडरर ने कहा, "न्यूट्रॉनों को छोड़ने और उन्हें परमाणुओं के नाभिक में जोड़ने के लिए, आपको बहुत सारे मुक्त न्यूट्रॉन और बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।" "ऐसे कई वातावरण नहीं हैं जहाँ ऐसा हो सकता है।"
ऐसे ही एक वातावरण की पुष्टि की गई है: न्यूट्रॉन सितारों का विलय। न्यूट्रॉन तारे सुपरजाइंट सितारों के ढह गए कोर हैं, जो सबसे छोटे और सबसे घने ज्ञात खगोलीय पिंड हैं। न्यूट्रॉन सितारों के टकराने वाले जोड़े गुरुत्वाकर्षण तरंगों का कारण बनते हैं, और 2017 में खगोलविदों ने पहली बार न्यूट्रॉन सितारों के विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया। एक और तरीका है जिसमें आर-प्रक्रिया हो सकती है शक्तिशाली सितारों की विस्फोटक मौत के माध्यम से। एचडी 222925 में रोएडरर और उनकी टीम ने जिन तत्वों की पहचान की, वे या तो बड़े पैमाने पर सुपरनोवा में या ब्रह्मांड की शुरुआत में न्यूट्रॉन सितारों के विलय में बने।
इन घटनाओं में से किसी एक के परिणामस्वरूप क्या हो सकता है, इसके लिए इस स्टार का प्रॉक्सी के रूप में उपयोग किया जा सकता है। भविष्य में विकसित कोई भी मॉडल जो दर्शाता है कि कैसे आर-प्रक्रिया या प्रकृति आवर्त सारणी के निचले दो-तिहाई तत्वों में तत्वों का उत्पादन करती है, एचडी 222925 के समान हस्ताक्षर होना चाहिए, रोएडर कहते हैं।
महत्वपूर्ण रूप से, खगोलविदों ने हबल स्पेस टेलीस्कोप के उपकरण का उपयोग किया, जो पराबैंगनी स्पेक्ट्रा एकत्र कर सकता है। इस उपकरण ने खगोलविदों को स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग में प्रकाश एकत्र करने की अनुमति देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, जो कि HD 222925 जैसे शांत तारे से आने वाली हल्की रोशनी है। खगोलविदों ने मैगलन टेलीस्कोप में से एक का भी उपयोग किया - एक संघ जिसके साथ UM भागीदार है - चिली में लास वेगास वेधशाला-कैम्पानास में प्रकाश स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल भाग में एचडी 222925 से प्रकाश एकत्र करने के लिए। ये स्पेक्ट्रा सितारों के अंदर तत्वों के "रासायनिक फिंगरप्रिंट" को एन्कोड करते हैं, और इन स्पेक्ट्रा को पढ़ने से खगोलविदों को न केवल पहले से मौजूद तत्वों को निर्धारित करने की अनुमति मिलती है, बल्कि प्रत्येक तत्व की मात्रा भी निर्धारित होती है।
अध्ययन के कई सह-लेखक आर-प्रोसेस एलायंस नामक समूह का हिस्सा हैं, जो आर-प्रोसेस से संबंधित बड़े प्रश्नों को हल करने के लिए काम कर रहे खगोल भौतिकीविदों का एक समूह है। यह परियोजना समूह के प्रमुख लक्ष्यों में से एक का प्रतिनिधित्व करती है: यह निर्धारित करने के लिए कि कौन से तत्व और किस मात्रा में आर-प्रक्रिया में अभूतपूर्व स्तर के विस्तार के साथ उत्पादन किया गया था।
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