Bintang ‘Gold Standard’ Pemecah Rekod Ini Tidak Seperti Yang Pernah Kami Lihat Sebelum Ini

Apa yang ada pada bintang? Nah, jika anda adalah spesimen yang sangat berkembang yang hampir penghujung hayatnya dinamakan HD 222925agak banyak sebenarnya.

Para saintis telah menjalankan analisis objek malap ini, dan mengenal pasti 65 elemen berasingan. Itulah unsur terbanyak yang pernah ditemui dalam satu objek di luar Sistem Suria, dan kebanyakannya adalah unsur berat dari bahagian bawah jadual berkala, jarang ditemui dalam bintang.

Memandangkan unsur-unsur ini hanya boleh terbentuk dalam peristiwa yang sangat bertenaga seperti supernova atau penggabungan bintang neutron, melalui mekanisme yang dipanggil proses penangkapan neutron pantas, komposisi bintang ini boleh menjadi cara untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana unsur berat terbentuk.

“Setahu saya, itu adalah rekod untuk mana-mana objek di luar Sistem Suria kita. Dan apa yang menjadikan bintang ini begitu unik ialah ia mempunyai perkadaran relatif yang sangat tinggi bagi unsur-unsur yang disenaraikan di sepanjang dua pertiga bahagian bawah jadual berkala. Kami juga mengesan emas,” kata ahli astronomi Ian Roederer daripada Universiti Michigan.

“Unsur-unsur ini dibuat oleh proses penangkapan neutron yang pantas. Itulah perkara yang kami cuba pelajari: fizik dalam memahami bagaimana, di mana dan bila unsur-unsur itu dibuat.”

Bintang adalah kilang yang menghasilkan kebanyakan unsur di Alam Semesta. Di alam semesta awal, hidrogen dan helium – masih merupakan dua unsur yang paling banyak dalam kosmos – membentuk hampir semua jirim.

Bintang-bintang pertama terbentuk apabila graviti menyatukan gumpalan hidrogen dan helium ini. Dalam relau pelakuran nuklear teras mereka, bintang-bintang ini menempa hidrogen menjadi helium; kemudian helium menjadi karbon; dan seterusnya, menggabungkan unsur yang lebih berat dan lebih berat apabila ia kehabisan unsur yang lebih ringan sehingga besi terhasil.

Besi boleh bercantum, tetapi ia menggunakan sejumlah besar tenaga – lebih daripada hasil gabungan itu – jadi teras besi adalah titik akhir. Teras, tidak lagi disokong oleh tekanan luar gabungan, runtuh di bawah graviti, dan bintang meletup.

Untuk mencipta unsur yang lebih berat daripada besi, proses penangkapan neutron yang cepat, atau proses r, adalah diperlukan. Letupan yang benar-benar bertenaga menghasilkan satu siri tindak balas nuklear di mana nukleus atom berlanggar dengan neutron untuk mensintesis unsur yang lebih berat daripada besi.

“Anda memerlukan banyak neutron yang bebas dan satu set keadaan tenaga yang sangat tinggi untuk membebaskan mereka dan menambahkannya kepada nukleus atom,” Roederer berkata. “Tidak banyak persekitaran yang boleh berlaku.”

Ini membawa kita kembali ke HD 222925, terletak sekitar 1,460 tahun cahaya jauhnya, yang pastinya agak ganjil. Ia melepasi peringkat gergasi merah sepanjang hayatnya, telah kehabisan hidrogen untuk digabungkan, dan kini menggabungkan helium dalam terasnya. Ia juga dikenali sebagai bintang “miskin logam”, rendah unsur yang lebih berat… tetapi sangat diperkaya dalam elemen yang hanya boleh dihasilkan oleh proses r.

Oleh itu, unsur-unsur proses r entah bagaimana telah diedarkan ke seluruh awan molekul hidrogen dan helium dari mana HD 222925 terbentuk, sekitar 8.2 bilion tahun yang lalu. “Entah bagaimana” itu mestilah letupan yang menyemburkan unsur-unsur proses r ke angkasa lepas.

Soalan seterusnya ialah: elemen apa? Dan di situlah HD 222925 berguna. Kita sudah tahu bahawa bintang itu kaya dengan elemen proses r. Roederer dan pasukannya menggunakan analisis spektrum untuk mengecilkan dengan tepat mana yang terkandung di dalamnya. Itulah teknik yang bergantung pada pemisahan panjang gelombang cahaya daripada bintang kepada spektrum panjang gelombang.

Unsur-unsur tertentu boleh sama ada meningkatkan atau meredupkan panjang gelombang cahaya tertentu, kerana atom menyerap dan memancarkan semula foton. Ciri-ciri pelepasan dan penyerapan dalam spektrum tersebut kemudiannya boleh dianalisis dan dikesan kembali kepada unsur-unsur yang menghasilkannya, dan mengenal pasti kelimpahannya. Daripada 65 elemen yang dikenal pasti oleh pasukan dengan cara ini, 42 – hampir dua pertiga – adalah elemen proses r.

Ini termasuk galium, selenium, kadmium, tungsten, platinum, emas, plumbum dan uranium. Memandangkan HD 222925 tidak menunjukkan keganjilan lain dalam komposisi kimianya, ini bermakna kita boleh menganggapnya sebagai mewakili hasil yang dihasilkan oleh sumber proses-r.

Walaupun kita tidak tahu sama ada proses-r yang menghasilkan unsur-unsur ini berlaku dalam a bintang neutron perlanggaran atau supernova ganas, tahap perincian yang kita miliki sekarang bermakna bintang itu boleh digunakan sebagai sejenis pelan tindakan untuk memahami output proses r.

“Kami kini mengetahui keluaran elemen demi elemen terperinci bagi beberapa peristiwa proses r yang berlaku pada awal alam semesta,” kata ahli fizik Anna Frebel daripada MIT.

“Mana-mana model yang cuba memahami apa yang berlaku dengan proses r harus dapat menghasilkan semula itu.”

Penyelidikan telah diterima masuk Siri Tambahan Jurnal Astrofizikdan tersedia pada arXiv.

We would love to say thanks to the author of this post for this amazing content

Bintang ‘Gold Standard’ Pemecah Rekod Ini Tidak Seperti Yang Pernah Kami Lihat Sebelum Ini


Check out our social media profiles along with other related pageshttps://paw6.info/related-pages/