ミシガン大学の天文学者JanRoedererが主導した研究では、星HD 222925で65個の元素が特定されました。特定された元素のうち42個は重い元素であり、元素の周期表の下部にリストされています。
単一の星でこれらの元素を特定することは、天文学者が高速中性子捕獲のプロセスと呼ばれるもの、または宇宙で重い元素が形成される主な方法の1つを理解するのに役立ちます。
私の知る限り、これは私たちの太陽系外のあらゆる物体の記録です。そして、この星を非常にユニークなものにしているのは、周期表の下3分の2にリストされている元素の相対的な比率が非常に高いことです。金さえ見つけました」とJanRoedererは言いました。
これらの元素は、高速中性子捕獲の過程で作成されました。これは本当に私たちが研究しようとしていることです：これらの要素がいつ、どこで、どのように作成されたかを理解するための物理学。
このプロセスは、rプロセスとも呼ばれ、鉄などの軽い元素の存在から始まります。次に、すぐに（1秒のオーダーの時間で）中性子が軽い元素の原子核に付着します。これにより、セレン、銀、テルル、プラチナ、金、トリウムなどの重い元素が生成されます。これらはHD 222925に含まれていますが、これらはすべて星にはほとんど見られない、と天文学者は言います。
たくさんの自由中性子とそれらを放出して原子核に加えるための非常に高エネルギーの条件のセットが必要です」とJanRoederer氏は述べています。これが発生する可能性のある環境は多くありません。おそらく2つです。
これらの媒体の1つが確認されています：中性子星の合併。中性子星は超巨星の崩壊したコアであり、最小で最も密度の高い既知の天体です。中性子星のペアの衝突は重力波を生成し、2017年に、天文学者は最初に中性子星合体から重力波を検出しました。 r過程の出現のための別のオプションは、巨大な星の爆発的な死です。
これは重要な前進です。rプロセスがどこで発生するかを理解することです。しかし、はるかに大きなステップは言うことです：このイベントは実際に何をしましたか？そこで何が生産されましたか？ JanRoedererは言った。これが私たちの探求の始まりです。
Roedererと彼のチームがHD222925で特定した要素は、大規模な超新星爆発によって、または宇宙の非常に早い段階で中性子星合体によって形成されました。物質は爆破されて宇宙に戻され、そこで天文学者が今日研究している星になりました。
この星は、これらのイベントの1つの結果として起こった可能性のあるもののモデルとして使用できます。 rプロセスまたは性質が周期表の下3分の2の元素を生成する方法を示す将来開発されるモデルは、HD222925と同じシグネチャを持つ必要があります。
重要なことに、天文学者は、紫外線スペクトルを収集できるハッブル宇宙望遠鏡の機器を使用していました。この装置は、天文学者が光スペクトルの紫外線部分の光を集めることを可能にしました-HD222925のような涼しい星から来るかすかな光。
天文学者はまた、チリのラスカンパナス天文台にあるマゼラン望遠鏡の1つを使用して、光スペクトルの光学部分でHD222925からの光を収集しました。
これらのスペクトルは、星内の元素の化学的指紋をエンコードし、これらのスペクトルを読み取ることで、天文学者は星に含まれる元素だけでなく、星に含まれる元素の量も特定できます。
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
著者: Vitalii Babkin