I utkanten av solen vår i Melkeveien-galaksen er en relativt lyssterk stjerne der astronomer har identifisert det bredeste spekteret av grunnstoffer som kan være til stede i en stjerne utenfor solsystemet vårt. Studien, ledet av University of Michigan-astronomen Jan Roederer, oppdaget 65 grunnstoffer i stjernen HD 222925. XNUMX av de oppdagede grunnstoffene er tunge grunnstoffer, som er nederst i det periodiske systemet. Å identifisere disse elementene i en enkelt stjerne vil hjelpe astronomer å forstå den såkalte raske nøytronfangstprosessen, eller en av hovedmåtene tunge grunnstoffer skapes i universet.
«Så vidt jeg vet, er dette rekord for ethvert objekt utenfor vårt solsystem. Det som gjør denne stjernen så unik er den svært høye relative andelen av grunnstoffene som er oppført i de nedre to tredjedeler av det periodiske systemet. Vi oppdaget til og med gull," sa Roederer. "Disse elementene ble oppnådd som et resultat av prosessen med å fange opp raske nøytroner. Det er det vi prøver å studere: fysikken for å forstå hvordan, hvor og når disse elementene ble produsert."
Prosessen, også kalt "r-prosessen", begynner med tilstedeværelsen av lette elementer som jern. Så, raskt – omtrent et sekund – blir nøytroner lagt til kjernene til lette elementer. Resultatet er dannelsen av tyngre grunnstoffer som selen, sølv, tellur, platina, gull og thorium – den typen som finnes i HD 222925, som alle astronomer sier sjelden finnes i stjerner. "For å frigjøre nøytroner og legge dem til atomkjernene, trenger du mange frie nøytroner og veldig høy energi," sa Roederer. "Det er ikke så mange miljøer hvor det kan skje."
Et slikt miljø har blitt bekreftet: sammenslående nøytronstjerner. Nøytronstjerner er de kollapsede kjernene til supergigantiske stjerner, som er de minste og tetteste kjente himmelobjektene. Kolliderende par av nøytronstjerner forårsaker gravitasjonsbølger, og i 2017 oppdaget astronomer først gravitasjonsbølger fra sammenslående nøytronstjerner. En annen måte r-prosessen kan skje på er gjennom eksplosiv død av kraftige stjerner. Grunnstoffene som Roederer og teamet hans identifiserte i HD 222925 dannet enten i en massiv supernova eller i sammenslåingen av nøytronstjerner helt i begynnelsen av universet.
Denne stjernen kan brukes som en proxy for hva som kan skje som et resultat av en av disse hendelsene. Enhver modell utviklet i fremtiden som demonstrerer hvordan r-prosessen eller naturen produserer elementer i de nederste to tredjedelene av det periodiske systemet bør ha samme signatur som HD 222925, sier Roederer.
Viktigere er det at astronomene brukte Hubble-romteleskopets instrument, som kan samle ultrafiolette spektre. Dette instrumentet spilte en nøkkelrolle for å la astronomer samle lys i den ultrafiolette delen av spekteret, det svake lyset som kommer fra en kul stjerne som HD 222925. Astronomene brukte også et av Magellan-teleskopene – et konsortium som UM samarbeider med – ved Las Vegas Observatory -Campanas i Chile for å samle lys fra HD 222925 i den optiske delen av lysspekteret. Disse spektrene koder for de "kjemiske fingeravtrykkene" til elementene inne i stjernene, og ved å lese disse spektrene kan astronomer bestemme ikke bare elementene som allerede er tilstede i stjernen, men også mengden av hvert element.
Mange av studiens medforfattere er en del av en gruppe kalt R-Process Alliance, en gruppe astrofysikere som jobber med å løse store spørsmål knyttet til r-prosessen. Dette prosjektet representerer et av gruppens hovedmål: å bestemme hvilke elementer og i hvilke mengder som ble produsert i r-prosessen med et enestående detaljnivå.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne. Den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Les også: