Gökbilimciler, kendi Güneşimizin ötesindeki bir yıldızda şimdiye kadar gözlemlenen en geniş element yelpazesine sahip olan HD 222925 adlı bir yıldızı keşfettiler. Periyodik tablonun altından 42’si dahil olmak üzere yıldızda 65 element tanımladılar.
Michigan Üniversitesi’nden Ian Roederer liderliğindeki ve Carnegie’den Erika Holmbeck’in de dahil olduğu bir gökbilimciler ekibi, kendi Güneşimizin ötesindeki bir yıldızda şimdiye kadar gözlemlenen en geniş element yelpazesini belirlediler. Onların bulguları yayınlanacak Astrofizik Dergi Ek Serisi.
Araştırmacılar, HD 222925 olarak adlandırılan yıldızda 65 element belirlediler. Bunlardan 42’si periyodik tablonun altından. Tanımlamaları, gökbilimcilerin, evrenin ağır elementlerinin yaratıldığı ana yöntemlerden biri olan hızlı nötron yakalama sürecini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.
“Bildiğim kadarıyla bu, Güneş Sistemimizin ötesindeki herhangi bir nesne için bir rekor. Ve bu yıldızı bu kadar benzersiz yapan şey, periyodik tablonun alt üçte ikisi boyunca listelenen elementlerin çok yüksek bir nispi oranına sahip olmasıdır. Eski bir Carnegie doktora sonrası araştırmacısı olan Roederer, altını bile tespit ettik” dedi. “Bu elementler hızlı nötron yakalama işlemiyle yapıldı. Gerçekten incelemeye çalıştığımız şey bu: bu elementlerin nasıl, nerede ve ne zaman yapıldığını anlamada fizik.”
HD 222925 yıldızı, güney takımyıldızı Tucana’ya doğru yer alan dokuzuncu büyüklükte bir yıldızdır. Kredi: STScI Sayısallaştırılmış Gökyüzü Anketi
Birçok element, iki atom çekirdeğinin birbirine kaynaştığı ve enerjiyi serbest bıraktığı, farklı, daha ağır bir element yaratan nükleer füzyon tarafından oluşturulur. atom. Ancak çinkodan daha ağır elementler, nötron yakalama adı verilen ve mevcut bir elementin birer birer ek nötronlar edindiği ve daha sonra protonlara “çürüyerek” atomun yapısını yeni bir elemente dönüştürdüğü bir süreçle yapılır.
Nötronlar, yıldızın içinde uzun süreler boyunca yavaş yavaş veya bir felaket olayının bir nötron patlamasının bir alanı bombalamasına neden olduğu saniyeler içinde yakalanabilir. Her yöntemle farklı tipte elemanlar oluşturulur. Ancak bu araştırmayı ilgilendiren ikincisidir.
Holmbeck, “Gökbilimciler böyle bir bombardımanı hangi fenomenin tetikleyebileceği konusunda uzun yıllar tartıştı ve 2017’de iki nötron yıldızının çarpışmasıyla ağır elementlerin oluşturulabileceği doğrulandı – Carnegie gökbilimcilerinin çok önemli bir rol oynadığı bir keşif” dedi. “Belirli süpernova türleri muhtemelen bu ağır elementleri de üretebilir, ancak bu gözlemsel olarak doğrulanmayı bekliyor.”
Holmbeck, HD 222925’te gözlenen kimyasal bollukların bir nötron yıldızı birleşme veya süpernova.
“Bu çalışmada tanımlanan ek elementler, HD 222925’in benzersiz kimyasal imzasında görülen ağır elementlerin köken hikayesini ortaya çıkarmak için kullanabileceğimiz simülasyonlarla karşılaştırılabilecek yeni bir temel sağlıyor.”
Takımın HD 222925’te belirlediği malzeme, evrenin gençliğinde çok erken bir tarihte sentezlendi. Fırlatıldı ve uzaya geri atıldı, daha sonra üzerinde çalıştıkları yıldıza dönüştü. Bu, HD 222925’in bir nötron yıldızı birleşmesinin veya süpernova’nın üreteceği şeyin bir temsilcisi olarak kullanılabileceği anlamına gelir.
En önemlisi, gökbilimciler bir alet kullandılar. Hubble uzay teleskobu ultraviyole spektrumları toplayabilir. Bu, gökbilimcilerin ışık tayfının morötesi kısmında – HD 222925 gibi soğuk bir yıldızdan gelen zayıf ışıkta – ışık toplamasına izin vermede kilit rol oynadı. Gökbilimciler ayrıca Şili’deki Carnegie’nin Las Campanas Gözlemevi’nde Magellan teleskoplarından birini kullandılar. ışık spektrumunun optik kısmında HD 222925’ten ışık toplamak için.
Bu tayflar, yıldızların içindeki elementlerin “kimyasal parmak izini” kodlar ve bu tayfları okumak, astronomların sadece yıldızın içerdiği elementleri değil, aynı zamanda yıldızın ne kadar element içerdiğini de belirlemelerine olanak tanır.
Ortak yazar Anna Frebel, “Artık evrenin erken dönemlerinde meydana gelen bazı r-süreç olayının ayrıntılı öğe-eleman çıktısını biliyoruz” dedi. MİT. “R-sürecinde neler olduğunu anlamaya çalışan herhangi bir model, bunu yeniden üretebilmelidir.”
Çalışmanın ortak yazarlarının çoğu, r-sürecinin büyük sorularını çözmeye adanmış bir grup astrofizikçi olan R-Process Alliance adlı bir grubun parçasıdır. Bu proje, ekibin temel hedeflerinden birine işaret ediyor: r-süreçte hangi öğelerin ve hangi miktarlarda üretildiğini eşi görülmemiş bir ayrıntı düzeyinde belirlemek.
Referans: Ian U. Roederer, James E. Lawler, Elizabeth A. Den, “R-Process Alliance: R-Process-Geliştirilmiş Metal-Zayıf Yıldız HD 222925’in Ultraviyole Spektroskopisinden Elde Edilen Neredeyse Tam Bir R-Proses Bolluğu Şablonu” Hartog, Vinicius M. Placco, Rebecca Surman, Timothy C. Beers, Rana Ezzeddine, Anna Frebel, Terese T. Hansen, Kohei Hattori, Erika M. Holmbeck ve Charli M. Sakari, Kabul edildi, Astrofizik Dergi Ek Serisi.
arXiv:2205.03426
Bu çalışma desteklenmiştir. NASA Bir NASA sözleşmesi kapsamında Astronomi Araştırmaları için Üniversiteler Birliği, Incorporated tarafından işletilen Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü tarafından sağlanan hibeler yoluyla; ABD Ulusal Bilim Vakfı; NASA Astrofizik Veri Analiz Programı; ABD Enerji Bakanlığı ve AURA tarafından NSF ile yapılan bir işbirliği anlaşması kapsamında yönetilen NOIRLab.
