Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkum spektrálně nejrozmanitější hvězdy objasní tvorbu těžkých prvků
Jan Herzig Vytisknout článek

Výzkum spektrálně nejrozmanitější hvězdy objasní tvorbu těžkých prvků

Snímek hvězdy HD 222925
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.

Periodická tabulka prvků znázorňující jejich kosmický původ. Modře prvky vzniklé během Velkého třesku, zeleně ty z umírajících hvězd s malou hmotností, žlutě z explodujících hmotných hvězd, tmavě šedě člověkem vytvořené nestabilní izotopy, růžově z tříštění kosmického záření, fialově z kolidujích neutronových hvězd a světle šedě z explodujících bílých trpaslíků. Autor: Cmglee, Wikimedia Commons. Licence: cc-by-sa 3.0
Periodická tabulka prvků znázorňující jejich kosmický původ. Modře prvky vzniklé během Velkého třesku, zeleně ty z umírajících hvězd s malou hmotností, žlutě z explodujících hmotných hvězd, tmavě šedě člověkem vytvořené nestabilní izotopy, růžově z tříštění kosmického záření, fialově z kolidujích neutronových hvězd a světle šedě z explodujících bílých trpaslíků.
Autor: Cmglee, Wikimedia Commons. Licence: cc-by-sa 3.0
Tato hvězda bude moci být astronomy využita jako vzor toho, co mohou dvě výše zmíněné události zapříčinit. Jakýkoliv další model demonstrující r-proces nebo jiný způsob produkce prvků na spodku periodické tabulky prvků bude muset odpovídat této hvězdě. 

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

Jan Herzig

Narodil se roku 2008 v Plzni, celý svůj život ale 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. Je vítězem soutěže Zlatý oříšek 2021. V témže roce vyhrál 18. ročník Astronomické olympiády kategorie GH, o rok později pak 19. ročník v kategorii EF. Na podzim tohoto roku bude reprezentovat ČR na XXVI. Mezinárodní astronomické olympiádě.

Štítky: Magellanovy dalekohledy, HST Hubble Space Telescope, Ultrafialové záření, Chemické prvky, HD 222925


32. vesmírný týden 2022

32. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 8. do 14. 8. 2022. Měsíc bude v úplňku. Planety Jupiter, Saturn a Mars jsou vidět již o půlnoci, ale stále je ideální je pozorovat až v druhé půlce noci a ráno. Aktivita Slunce je nízká. Nastává maximum meteorického roje Perseid, ale ruší je svit Měsíce v úplňku. Zažili jsme šest startů raket během 20 hodin. Čtyři mise mířily na oběžnou dráhu, jeden let byl suborbitální a jedna raketa vynesla sondu na cestu k Měsíci. Před 60 lety se uskutečnil simultánní let kosmických lodí Vostok 3 a Vostok 4. Před 145 lety byl objeven měsíc Marsu nazvaný Deimos.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ISS a Slnko

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2022 získal snímek „ISS a Slnko“, jehož autory jsou Miroslav Grnja a Zdeněk Bardon     První malé, druhé obrovské. I když pro nás i to první je obrovské. Jako fotbalový stadion. A to druhé? Celá Země by se do něho vešla na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Náměsíční čáp

Fotoaparát Canon 700D Teleobjektiv Canon 28-135 mm ISO 100 expozice 1/125 sec

Další informace »