این ستاره رکوردشکن «استاندارد طلا» شبیه ستاره‌هایی است که قبلا دیده‌ایم

این ستاره رکوردشکن «استاندارد طلا» شبیه ستاره‌هایی است که قبلا دیده‌ایم

در یک ستاره چیست؟ خوب، اگر شما یک نمونه بسیار تکامل یافته هستید که به پایان عمر خود نزدیک می شود به نام HD 222925، در واقع بسیار زیاد است.

دانشمندان تجزیه و تحلیلی از این جسم کم نور انجام داده اند و ۶۵ عنصر مجزا را شناسایی کرده اند. این بیشترین عنصری است که تا به حال در یک جسم منفرد در خارج از منظومه شمسی یافت شده است، و بیشتر آنها عناصر سنگینی از پایین جدول تناوبی هستند که به ندرت در ستارگان یافت می شوند.

 

از آنجایی که این عناصر فقط در رویدادهای بسیار پرانرژی مانند ابر نواختر یا ادغام ستاره های نوترونی، از طریق مکانیزمی به نام فرآیند جذب سریع نوترون، ترکیب این ستاره می تواند وسیله ای برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی شکل گیری عناصر سنگین باشد.

“به بهترین شکل ممکن دانش، این یک رکورد برای هر جسمی فراتر از منظومه شمسی ما است. و چیزی که این ستاره را بسیار منحصر به فرد می کند این است که نسبت نسبی بسیار بالایی از عناصر فهرست شده در امتداد دو سوم پایین جدول تناوبی دارد. ما حتی طلا را کشف کردیم.” ایان رودرر اخترشناس از دانشگاه میشیگان گفت.

“این عناصر با فرآیند جذب سریع نوترون ساخته شده اند. این واقعاً چیزی است که ما در تلاشیم udy: فیزیک در درک چگونگی، مکان و زمان ساخته شدن آن عناصر.”

ستاره ها کارخانه هایی هستند که بیشتر عناصر را در کیهان تولید می کنند. در کیهان اولیه، هیدروژن و هلیوم – هنوز دو عنصر فراوان در کیهان – تقریباً همه مواد را تشکیل می دادند.

اولین ستارگان در اثر گرانش تشکیل شدند که توده هایی از این هیدروژن و هلیوم را به هم نزدیک کردند. این ستارگان در کوره‌های همجوشی هسته‌ای هسته‌های خود، هیدروژن را به هلیوم تبدیل کردند. سپس هلیوم به کربن. و به همین ترتیب، با همجوشی عناصر سنگین و سنگین‌تر در حالی که عناصر سبک‌تر تمام می‌شوند تا زمانی که آهن تولید شود.

 

آهن می‌تواند ذوب شود، اما مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کند – بیش از این. همجوشی تولید می کند – بنابراین یک هسته آهنی نقطه پایان است. هسته که دیگر توسط فشار بیرونی همجوشی پشتیبانی نمی‌شود، تحت گرانش فرو می‌ریزد و ستاره منفجر می‌شود.

برای ایجاد عناصر سنگین‌تر از آهن، فرآیند جذب نوترون سریع یا r-process، مورد نیاز است. انفجارهای واقعاً پرانرژی مجموعه‌ای از واکنش‌های هسته‌ای را ایجاد می‌کنند که در آن هسته‌های اتمی با نوترون‌ها برخورد می‌کنند تا عناصری سنگین‌تر از آهن را سنتز کنند.

“شما به تعداد زیادی نوترون آزاد و مجموعه‌ای از شرایط انرژی بسیار بالا نیاز دارید تا آنها را آزاد کنید. و آنها را به هسته اتم ها اضافه کنید،” رودرر گفت. “محیط های زیادی وجود ندارد که در آن چنین اتفاقی بیفتد.”

این ما را به HD 222925 بازمی گرداند که در حدود ۱۴۶۰ سال نوری از ما قرار دارد، که مطمئناً کمی عجیب است. این غول سرخ از مرحله عمر خود گذشته است، هیدروژن تمام شده است تا ذوب شود، و اکنون هلیوم را در هسته خود ذوب می کند. این ستاره همچنین به عنوان یک ستاره “فقیر از فلز” شناخته می شود، دارای عناصر سنگین تر است… اما بسیار غنی شدهدر عناصری که فقط با فرآیند r تولید می شوند.

 

بنابراین، عناصر فرآیند r به نحوی در سراسر ابر مولکولی هیدروژن و هلیوم توزیع شده اند که از آن HD می شود. ۲۲۲۹۲۵ در حدود ۸.۲ میلیارد سال پیش شکل گرفت. این «به نحوی» باید انفجاری بوده باشد که عناصر فرآیند r را به فضا پاشیده است.

سوال بعدی این است: چه عناصری؟ و اینجاست که HD 222925 مفید است. ما قبلاً می دانستیم که ستاره سرشار از عناصر فرآیند r است. رودرر و تیمش از آنالیز طیفی استفاده کردند تا دقیقا مشخص کنند که کدام یک از آنها وجود دارد. این تکنیکی است که بر تقسیم طول موج نور از یک ستاره به طیفی از طول موج ها متکی است.

بعضی از عناصر می توانند طول موج های خاص نور را تقویت یا کمرنگ کنند، زیرا اتم ها فوتون ها را جذب و دوباره ساطع می کنند. سپس می توان آن ویژگی های گسیل و جذب در طیف را تجزیه و تحلیل کرد و به عناصری که آنها را تولید کرده اند، ردیابی کرد و فراوانی آنها را شناسایی کرد. از ۶۵ عنصری که تیم به این روش شناسایی کرد، ۴۲ عنصر – تقریباً دو سوم – عناصر فرآیند r بودند.

این عناصر شامل گالیم، سلنیوم، کادمیوم، تنگستن، پلاتین، طلا، سرب و اورانیوم است. از آنجایی که HD 222925 هیچ چیز عجیب و غریب دیگری در ترکیب شیمیایی خود نشان نمی دهد، به این معنی است که می توانیم آن را نماینده بازده تولید شده توسط منبع r-process در نظر بگیریم.

اگرچه نمی دانیم که آیا r-فرآیند آن را انجام می دهد یا خیر. تولید این عناصر در یک برخورد ستاره نوترونی یا یک ابرنواختر خشن رخ داده است. سطح جزئیاتی که اکنون در اختیار داریم به این معنی است که ستاره می تواند به عنوان نوعی طرح اولیه برای درک خروجی فرآیند r استفاده شود.

“ما اکنون جزئیات خروجی عنصر به عنصر برخی را می دانیم. آنا فربل، فیزیکدان، گفت: رویداد r-process که در اوایل کیهان رخ داد، /a> از MIT.

“هر مدلی که سعی می کند بفهمد در فرآیند r چه اتفاقی می افتد باید بتواند آن را بازتولید کند.”

این تحقیق در مورد آن پذیرفته شده است. سری مکمل مجله اخترفیزیک، و است موجود در arXiv.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.