Um estudo liderado pelo astrônomo Jan Roederer, da Universidade de Michigan, identificou 65 elementos na estrela HD 222925. Quarenta e dois dos elementos identificados são elementos pesados, listados na parte inferior da tabela periódica de elementos.
Identificar esses elementos em uma única estrela ajudará os astrônomos a entender o que é chamado de processo de captura rápida de nêutrons, ou uma das principais maneiras pelas quais os elementos pesados são formados no universo.
Até onde eu sei, este é um recorde para qualquer objeto fora do nosso sistema solar. E o que torna essa estrela tão única é que ela tem uma proporção relativa muito alta dos elementos listados nos dois terços inferiores da tabela periódica. Até encontramos ouro”, disse Jan Roederer.
Esses elementos foram criados no processo de captura rápida de nêutrons. Isso é realmente o que estamos tentando estudar: a física para entender como, onde e quando esses elementos foram criados.
O processo, também chamado de processo r, começa com a presença de elementos mais leves, como o ferro. Então rapidamente - em um tempo da ordem de um segundo - nêutrons são ligados aos núcleos de elementos mais leves. Isso cria elementos mais pesados, como selênio, prata, telúrio, platina, ouro e tório, que são encontrados em HD 222925, todos raramente encontrados em estrelas, dizem os astrônomos.
Você precisa de muitos nêutrons livres e um conjunto de condições de alta energia para liberá-los e adicioná-los aos núcleos dos átomos”, disse Jan Roederer. Não há muitos ambientes onde isso possa acontecer - talvez dois.
Uma dessas mídias foi confirmada: a fusão de estrelas de nêutrons. As estrelas de nêutrons são os núcleos colapsados de estrelas supergigantes e são os menores e mais densos objetos celestes conhecidos. A colisão de pares de estrelas de nêutrons produz ondas gravitacionais e, em 2017, os astrônomos detectaram pela primeira vez ondas gravitacionais de uma fusão de estrelas de nêutrons. Outra opção para o surgimento do processo r é a morte explosiva de estrelas massivas.
Este é um importante passo adiante: entender onde o processo-r pode ocorrer. Mas um passo muito maior é dizer: O que esse evento realmente fez? O que foi produzido lá? disse Jan Roederer. É aqui que nossa exploração começa.
Os elementos identificados por Roederer e sua equipe em HD 222925 foram formados por uma explosão massiva de supernova ou por uma fusão de estrelas de nêutrons muito cedo no universo. O material foi lançado de volta ao espaço, onde mais tarde se formou na estrela que os astrônomos estudam hoje.
Esta estrela pode então ser usada como modelo para o que pode ter acontecido como resultado de um desses eventos. Qualquer modelo desenvolvido no futuro que demonstre como o processo r ou a natureza produz elementos nos dois terços inferiores da tabela periódica deve ter a mesma assinatura que HD 222925.
É importante ressaltar que os astrônomos usaram um instrumento no Telescópio Espacial Hubble que pode coletar espectros ultravioleta. Este instrumento permitiu aos astrônomos coletar luz na parte ultravioleta do espectro de luz - luz fraca proveniente de uma estrela fria como HD 222925.
Os astrônomos também usaram um dos telescópios Magellan no Observatório Las Campanas, no Chile, para coletar luz do HD 222925 na parte óptica do espectro de luz.
Esses espectros codificam a impressão digital química dos elementos dentro das estrelas, e a leitura desses espectros permite que os astrônomos não apenas identifiquem os elementos contidos em uma estrela, mas também quanto do elemento está contido na estrela.
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
Autor: Vitalii Babkin