La periferia soarelui nostru, în galaxia Calea Lactee, se află o stea relativ strălucitoare în care astronomii au identificat cea mai largă gamă de elemente care pot fi prezente într-o stea din afara sistemului nostru solar. Studiul, condus de astronomul Jan Roederer de la Universitatea din Michigan, a descoperit 65 de elemente în steaua HD 222925. Patruzeci și două dintre elementele descoperite sunt elemente grele, care se află în partea de jos a tabelului periodic. Identificarea acestor elemente într-o singură stea îi va ajuta pe astronomi să înțeleagă așa-numitul proces de captare rapidă a neutronilor, sau una dintre principalele modalități prin care sunt create elementele grele în univers.
„Din câte știu eu, acesta este un record pentru orice obiect din afara sistemului nostru solar. Ceea ce face această stea atât de unică este proporția relativă foarte mare a elementelor enumerate în cele două treimi inferioare ale tabelului periodic. Am descoperit chiar și aurul”, a spus Roederer. „Aceste elemente au fost obținute ca urmare a procesului de captare a neutronilor rapizi. Acesta este ceea ce încercăm să studiem: fizica pentru a înțelege cum, unde și când au fost produse aceste elemente.”
Procesul, numit și „procesul r”, începe cu prezența elementelor ușoare precum fierul. Apoi, rapid – aproximativ o secundă – neutronii sunt adăugați la nucleele elementelor ușoare. Rezultatul este formarea unor elemente mai grele, cum ar fi seleniu, argint, teluriu, platină, aur și toriu – genul care se găsește în HD 222925, despre care astronomii spun că se găsesc rar în stele. „Pentru a elibera neutroni și a-i adăuga la nucleele atomilor, aveți nevoie de o mulțime de neutroni liberi și de energie foarte mare”, a spus Roederer. „Nu există atât de multe medii în care se poate întâmpla asta”.
Un astfel de mediu a fost confirmat: fuziunea stelelor neutronice. Stelele neutronice sunt nucleele prăbușite ale stelelor supergigant, care sunt cele mai mici și mai dense obiecte cerești cunoscute. Ciocnirea perechilor de stele neutronice provoacă unde gravitaționale, iar în 2017 astronomii au detectat pentru prima dată undele gravitaționale de la fuziunea stelelor neutronice. Un alt mod în care poate avea loc procesul r este prin moartea explozivă a stelelor puternice. Elementele pe care Roederer și echipa sa le-au identificat în HD 222925 s-au format fie într-o supernova masivă, fie în fuziunea stelelor neutronice chiar la începutul universului.
Această stea poate fi folosită ca proxy pentru ceea ce s-ar putea întâmpla ca urmare a unuia dintre aceste evenimente. Orice model dezvoltat în viitor care demonstrează modul în care procesul r sau natura produce elemente în cele două treimi inferioare ale tabelului periodic ar trebui să aibă aceeași semnătură ca HD 222925, spune Roederer.
Important este că astronomii au folosit instrumentul telescopului spațial Hubble, care poate colecta spectre ultraviolete. Acest instrument a jucat un rol cheie în a permite astronomilor să colecteze lumină în partea ultravioletă a spectrului, lumina slabă care vine de la o stea rece precum HD 222925. Astronomii au folosit și unul dintre telescoapele Magellan – un consorțiu cu care UM este partener – la Observatorul Las Vegas -Campanas din Chile pentru a colecta lumina de la HD 222925 în partea optică a spectrului luminos. Aceste spectre codifică „amprentele chimice” ale elementelor din interiorul stelelor, iar citirea acestor spectre permite astronomilor să determine nu numai elementele deja prezente în stea, ci și cantitatea fiecărui element.
Mulți dintre coautorii studiului fac parte dintr-un grup numit R-Process Alliance, un grup de astrofizicieni care lucrează pentru a rezolva mari întrebări legate de r-procesul. Acest proiect reprezintă unul dintre obiectivele cheie ale grupului: să determine ce elemente și în ce cantități au fost produse în procesul r cu un nivel de detaliu fără precedent.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Citeste si: