Výzkum spektrálně nejrozmanitější hvězdy objasní tvorbu těžkých prvků
Autor: NASA/STScI
Astronomové prozkoumali hvězdu HD 222925, která leží, v galaktickém měřítku, relativně blízko našemu Slunci. Objevili, že se v ní nachází 65 chemických prvků, což je nejvyšší počet, jaký byl kdy u jiné hvězdy než Slunce identifikován. Napomůže to objasnění tzv. r-procesu, jaderné reakci probíhající ve hvězdách, při níž se tvoří kolem poloviny prvků těžších než železo. Tato reakce, jinak nazývaná záchyt neutronu při silném neutronovém toku, spočívá ve srážce atomového jádra s jedním nebo více neutrony, vedoucí k jejich připojení k danému jádru a následně vzniku nového prvku.
Většina z objevených prvků, konkrétně 42 z nich, se řadí mezi těžké kovy nalézající se na spodku periodické soustavy prvků. Jejich přítomnost v této hvězdě přímo souvisí s r-procesem, který je jednou z hlavních cest, díky kterým vznikly tyto těžké prvky ve hvězdách, a tím i v celém vesmíru. Záchytem neutronu vznikly dokonce všechny prvky těžší než zinek. (Připomeňme, že prvky lehké vznikají v běžných hvězdách slučováním jader, přičemž nejtěžší takto vzniklý prvek je právě železo).
R-proces začíná s lehčími prvky, jako je například železo. Poté se buď během dlouhé časové periody nebo v řádu sekund neutron připojí k jádru a zapříčiní tím zvýšení jeho hmotnosti. Tím se jádro stává nestabilním a vznikne nový, těžší prvek jako třeba stříbro, platina, zlato, selen, tellur nebo thorium. Právě takovéto prvky byly detekovány v HD 222925, ovšem jejich nalezení ve spektru hvězd je spíše raritní.
„Pokud vím, jde o rekord v počtu detekovaných prvků pro jakýkoliv objekt mimo Sluneční soustavu. Co dělá tuto hvězdu unikátní, je vysoký podíl prvků vyskytujících se ve spodních dvou třetinách periodické tabulky prvků. Tyto prvky vznikly rychlým záchytem neutronu. Přesně to se snažíme studovat: jak, kde a kdy tyto prvky vznikly,“ řekl Ian Roederer, vedoucí studie z University of Michigan. Podle něj také nejspíše existují pouze dvě události, při nichž může k tomuto jevu dojít.
Jednou z nich je sloučení (kolize) neutronových hvězd. Neutronové hvězdy jsou zhroucená jádra superhmotných hvězd, Tvoří tedy velmi malá a hustá vesmírná tělesa (rozměr jako velkoměsta). Mimochodem právě z kolizí neutoronových hvězd pocházejí první zachycené gravitační vlny. Vedle toho se může r-proces spustit i po explozi hmotných hvězd. Rovněž prvky nalezené v HD 222925 vznikly jedním z těchto způsobů v raném vesmíru. Materiál byl od neutronových hvězd nebo masivní hvězdy vyvržen do prostoru, kde se z něj později stala nová hvězda.
„Rozpoznat, kde může r-proces proběhnout, je důležitý krok vpřed. Zároveň s tím však vyvstávají nové otázky. Co ty události vlastně zapříčinily? Co při nich vzniklo? To je důvod vzniku našeho výzkumu,“ doplnil Roederer.
Autor: Cmglee, Wikimedia Commons. Licence: cc-by-sa 3.0
K tomuto pozorování využili astronomové i přístroj COS (Cosmic Origins Spectrograph) na Hubbleově vesmírném dalekohledu. Ten totiž dokáže pozorovat v ultrafialové části spektra, ve které je možno zkoumat i velmi slabé světlo přicházející z chladných hvězd jako je HD 222925. Ve viditelné oblasti objekt pozorovali na jednom z Magellanových dalekohledů, které se nacházejí na observatoři Las Campanas v Chile. Zkoumáním získaných spekter odhalili chemický otisk prvků ve hvězdě, který vypovídá nejen o prvcích, jaké hvězda obsahuje, ale také o množství, v jakém se v ní vyskytují.
Hvězda HD 222925 se řadí do spektrální třídy F8 a nachází se ve vzdálenosti necelých 1 500 světelných let od Slunce. Na pozemské obloze se promítá do jižního souhvězdí Tukana a dosahuje jasnosti 9 magnitud.
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org
[2] scitechdaily.com
O autorovi
Jan Herzig
Narodil se roku 2008 v Plzni, žije v Horšovském Týně. Studuje na Gymnáziu J. Š. Baara v Domažlicích. Vesmír ho uchvátil v 11 letech, nyní mu věnuje většinu svého času. Věnuje se teoretické i praktické astronomii. Na teoretické obdivuje možnost popsání vesmíru pomocí elegantních rovnic. V souvislosti s praktickou ho fascinuje pohled na vesmír vlastníma očima i svým dvaceticentimetrovým dalekohledem. Baví ho i popularizace astronomie a kosmonautiky, a to jak psaním článků, tak komentováním na youtube či v rádiu. V posledních třech letech se čtyřikrát umístil na vítězných pozicích ve finálových kolech Astronomické olympiády. Na XXVI. Mezinárodní astronomické olympiádě získal bronzovou medaili, na I. a II. Mezinárodní olympiádě v astronomii a astrofyzice pro juniory zlatou medaili, ve druhém případě k tomu dosáhl na 1. místo v Evropě. Správce Instagramu ČAS.
