미시간 대학의 천문학자 Jan Roederer가 이끄는 연구는 HD 222925 별에서 65개의 원소를 확인했습니다. 확인된 원소 중 42개는 원소 주기율표의 맨 아래에 나열된 무거운 원소입니다.
단일 별에서 이러한 원소를 식별하면 천문학자들이 소위 고속 중성자 포획 과정 또는 우주에서 무거운 원소가 형성되는 주요 방법 중 하나를 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
내가 아는 한 이것은 우리 태양계 밖의 모든 물체에 대한 기록입니다. 그리고 이 별을 매우 독특하게 만드는 것은 주기율표의 하단 2/3에 나열된 원소의 상대적 비율이 매우 높다는 것입니다. 우리는 심지어 금을 발견했습니다.”라고 Jan Roederer가 말했습니다.
이러한 요소는 빠른 중성자 포획 과정에서 생성되었습니다. 이것이 우리가 실제로 연구하려는 것입니다. 이러한 요소가 언제, 어디서, 어떻게 만들어졌는지 이해하는 물리학입니다.
r-프로세스라고도 하는 이 프로세스는 철과 같은 더 가벼운 요소의 존재로 시작됩니다. 그런 다음 신속하게 - 초 단위의 시간에 - 중성자가 더 가벼운 요소의 핵에 부착됩니다. 이것은 HD 222925에서 발견되는 셀레늄, 은, 텔루륨, 백금, 금 및 토륨과 같은 무거운 원소를 생성하며, 이들 모두는 별에서 거의 발견되지 않는다고 천문학자들은 말합니다.
많은 자유 중성자와 이를 방출하고 원자핵에 추가하려면 매우 높은 에너지의 조건이 필요합니다.”라고 Jan Roederer가 말했습니다. 이러한 일이 발생할 수 있는 환경은 많지 않습니다. 아마도 두 개일 것입니다.
이러한 매체 중 하나가 확인되었습니다: 중성자별의 병합. 중성자별은 초거성의 붕괴된 핵이며 알려진 천체 중 가장 작고 밀도가 높습니다. 중성자별 쌍의 충돌은 중력파를 생성하고 2017년 천문학자들은 중성자별 병합에서 처음으로 중력파를 감지했습니다. r-프로세스의 출현을 위한 또 다른 옵션은 거대한 별의 폭발적인 죽음입니다.
이것은 r-프로세스가 발생할 수 있는 위치를 이해하는 중요한 단계입니다. 그러나 훨씬 더 큰 단계는 다음과 같습니다. 이 이벤트가 실제로 무엇을 했습니까? 그곳에서 생산된 것은? Jan Roederer는 말했습니다. 여기에서 우리의 탐색이 시작됩니다.
HD 222925에서 Roederer와 그의 팀에 의해 확인된 요소는 거대한 초신성 폭발이나 우주 초기에 중성자별 병합에 의해 형성되었습니다. 이 물질은 우주로 다시 날아갔고, 그곳에서 나중에 천문학자들이 오늘날 연구하는 별이 되었습니다.
그런 다음 이 별은 이러한 이벤트 중 하나의 결과로 발생할 수 있는 일에 대한 모델로 사용될 수 있습니다. r-프로세스 또는 자연이 주기율표의 하위 2/3에 있는 원소를 생성하는 방법을 보여주는 미래에 개발된 모든 모델은 HD 222925와 동일한 서명을 가져야 합니다.
중요한 것은 천문학자들이 자외선 스펙트럼을 수집할 수 있는 허블 우주 망원경의 장비를 사용했다는 것입니다. 이 장비를 통해 천문학자들은 HD 222925와 같은 차가운 별에서 오는 희미한 빛인 광 스펙트럼의 자외선 부분에서 빛을 수집할 수 있었습니다.
천문학자들은 또한 칠레의 라스 캄파나스 천문대에서 마젤란 망원경 중 하나를 사용하여 광 스펙트럼의 광학 부분에서 HD 222925의 빛을 수집했습니다.
이 스펙트럼은 별에 있는 원소의 화학적 지문을 암호화하고, 이 스펙트럼을 읽으면 천문학자들은 별에 포함된 원소를 식별할 수 있을 뿐만 아니라 별에 포함된 원소의 양을 확인할 수 있습니다.
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
작가: Vitalii Babkin