Astronomowie mówią, że takiej gwiazdy jeszcze nie było. Co w niej niezwykłego?

Naukowcy odpowiadający za badania poświęcone gwieździe HD 222925 zidentyfikowali 65 różnych pierwiastków wchodzących w jej skład. Jest to rekordowy wynik.

Nigdy wcześniej nie udało się bowiem zidentyfikować tak wielu pierwiastków, które tworzyłyby obiekt spoza Układu Słonecznego. Sprawa jest tym bardziej interesująca, że większość tych składników to ciężkie pierwiastki wywodzące się z dolnej części układu okresowego. Rzadko kiedy spotyka się je w gwiazdach.

Czytaj też: Kanada chce walczyć z przestępstwami na Księżycu

Ich obecność dostarcza jednocześnie wskazówek na temat przeszłości HD 222925. Tego typu pierwiastki mogą powstawać wyłącznie (przynajmniej z tego, co obecnie wiemy) za sprawą ekstremalnych zjawisk, takich jak supernowe lub fuzje gwiazd neutronowych. W związku z tym poznanie składu tej gwiazdy powinno uzupełnić wiedzę badacze dotyczącą sposobów, jakie stoją za narodzinami ciężkich pierwiastków.

Według mojej najlepszej wiedzy stanowi to rekord dla jakiegokolwiek obiektu spoza Układu Słonecznego. A to, co czyni tę gwiazdę tak wyjątkową, to fakt, że ma ona bardzo wysoki względny udział pierwiastków wymienionych w dolnych dwóch trzecich układu okresowego. Wykryliśmy nawet złoto. Pierwiastki te powstały w procesie wychwytywania prędkich neutronów. wyjaśnia Ian Roederer z Uniwersytetu Michigan.

Początkowo we wszechświecie znajdowały się tylko wodór i hel, które nawet obecnie są najpowszechniej spotykanymi pierwiastkami. Kiedy grawitacja ściągnęła do siebie pokłady wodoru i helu doszło do narodzin pierwszych gwiazd. Synteza jądrowa zapoczątkowała przekształcanie wodoru w hel, a helu w węgiel, tworząc coraz cięższe pierwiastki, dochodząc aż do żelaza.

Gwiazd takie jak HD 222925 pozyskały część swoich pierwiastków dzięki procesowi r

Aby wytworzyć pierwiastki cięższe od żelaza, potrzebny jest zjawisko wychwytu neutronów prędkich, czyli proces r. Bardzo energetyczne eksplozje wywołują serię reakcji jądrowych, w których jądra atomowe zderzają się z neutronami w celu syntezy pierwiastków cięższych od żelaza. Do pojawienia się tych cięższych potrzebny jest jednak inny proces, zwany procesem r i polegający na wychwytywaniu neutronów prędkich. Wysokoenergetyczne eksplozje wywołują wtedy serię reakcji jądrowych, w których jądra atomowe zderzają się z neutronami, prowadząc do syntezy pierwiastków cięższych od żelaza.

HD 222925, oddalona o około 1460 lat świetlnych, przeszła już etap czerwonego olbrzyma, ponieważ skończył się jej wodór. Obecnie w jej jądrze dochodzi natomiast do topienia helu. Sama gwiazda zawiera przy tym bardzo dużo pierwiastków, które mogły powstać wyłącznie za sprawą procesu r. Idąc tym tokiem, jeśli faktycznie tak doszło do ich narodzin, to owe pierwiastki musiały w jakiś sposób trafić do obłoku, z którego ostatecznie uformowała się HD 222925. Miało to miejsce około 8,2 miliarda lat temu. Kluczową rolę w rozrzuceniu składników mogła odegrać potężna eksplozja.

Czytaj też: Promieniowanie rentgenowskie emitowane przez gwiazdę? Potwierdziła się hipoteza sprzed 30 lat

W toku analiz okazało się, że 42 z 65 wykrytych pierwiastków najprawdopodobniej powstało za sprawą procesu r. Wśród nich wymienia się między innymi gal, selen, kadm, wolfram, platynę, złoto, ołów i uran. Jedną z wielu niewiadomych na ten temat pozostaje teraz to, w jakich okolicznościach doszło do rozpoczęcia procesu r. Czy było to zderzenie z gwiazdą neutronową, a może eksplozja supernowej? Być może przekonamy się o tym w przyszłości.