Uno studio condotto dall'astronomo Jan Roederer dell'Università del Michigan ha identificato 65 elementi nella stella HD 222925. Quarantadue degli elementi identificati sono elementi pesanti, che sono elencati in fondo alla tavola periodica degli elementi.
Identificare questi elementi in una singola stella aiuterà gli astronomi a capire quello che viene chiamato il processo di cattura dei neutroni veloci, o uno dei modi principali in cui si formano gli elementi pesanti nell'universo.
Per quanto ne so, questo è un record per qualsiasi oggetto al di fuori del nostro sistema solare. E ciò che rende questa stella così unica è che ha una proporzione relativa molto alta degli elementi elencati nei due terzi inferiori della tavola periodica. Abbiamo anche trovato l'oro", ha detto Jan Roederer.
Questi elementi sono stati creati nel processo di cattura dei neutroni veloci. Questo è proprio ciò che stiamo cercando di studiare: la fisica nel capire come, dove e quando sono stati creati questi elementi.
Il processo, chiamato anche r-process, inizia con la presenza di elementi più leggeri come il ferro. Quindi rapidamente - in un tempo dell'ordine di un secondo - i neutroni vengono attaccati ai nuclei degli elementi più leggeri. Questo crea elementi più pesanti come selenio, argento, tellurio, platino, oro e torio, che si trovano in HD 222925, che si trovano tutti raramente nelle stelle, dicono gli astronomi.
Sono necessari molti neutroni liberi e un insieme di condizioni ad altissima energia per rilasciarli e aggiungerli ai nuclei degli atomi", ha affermato Jan Roederer. Non ci sono molti ambienti in cui questo può accadere, forse due.
Uno di questi media è stato confermato: la fusione delle stelle di neutroni. Le stelle di neutroni sono i nuclei collassati delle stelle supergiganti e sono gli oggetti celesti più piccoli e densi conosciuti. La collisione di coppie di stelle di neutroni produce onde gravitazionali e nel 2017 gli astronomi hanno rilevato per la prima volta le onde gravitazionali da una fusione di stelle di neutroni. Un'altra opzione per l'emergere del processo r è la morte esplosiva di stelle massicce.
Questo è un importante passo avanti: capire dove può avvenire il processo r. Ma un passo molto più grande è dire: cosa ha fatto effettivamente questo evento? Cosa è stato prodotto lì? ha detto Jan Roederer. È qui che inizia la nostra esplorazione.
Gli elementi identificati da Roederer e dal suo team in HD 222925 erano formati da una massiccia esplosione di supernova o da una fusione di stelle di neutroni molto presto nell'universo. Il materiale è stato riportato nello spazio, dove in seguito si è formato nella stella che gli astronomi studiano oggi.
Questa stella può quindi essere utilizzata come modello per ciò che potrebbe essere successo a seguito di uno di questi eventi. Qualsiasi modello sviluppato in futuro che dimostri come il processo r o la natura produca elementi nei due terzi inferiori della tavola periodica dovrebbe avere la stessa firma di HD 222925.
È importante sottolineare che gli astronomi hanno utilizzato uno strumento sul telescopio spaziale Hubble in grado di raccogliere spettri ultravioletti. Questo strumento ha permesso agli astronomi di raccogliere luce nella parte ultravioletta dello spettro luminoso, una debole luce proveniente da una stella fredda come HD 222925.
Gli astronomi hanno anche utilizzato uno dei telescopi Magellano dell'Osservatorio di Las Campanas in Cile per raccogliere la luce da HD 222925 nella parte ottica dello spettro luminoso.
Questi spettri codificano l'impronta chimica degli elementi all'interno delle stelle e la lettura di questi spettri consente agli astronomi non solo di identificare gli elementi contenuti in una stella, ma anche quanto dell'elemento è contenuto nella stella.
Ian U. Roederer et al, The R-Process Alliance: A Nearly Complete R-Process Abundance Template Derived from Ultraviolet Spectroscopy of the R-Process-Enhanced Metal-Poor Star HD 222925. arXiv:2205.03426v1 [astro-ph.SR], arxiv.org/abs/2205.03426
2022-05-14 06:25:33
Autore: Vitalii Babkin