Астрономы обнаружили уникальную звезду с повышенным содержанием редких элементов

Недавнее открытие международной группы астрономов привлекло внимание научного сообщества. Используя мощный телескоп Gran Telescopio Canarias (GTC), ученые из Китайской академии наук (CAS) и других исследовательских организаций обнаружили необычную звезду в тонком диске нашей галактики Млечный Путь. Эта звезда отличается чрезвычайно высоким содержанием элементов, образующихся в результате так называемого r-процесса (быстрого захвата нейтронов) или чуть по другому нам говорит Википедия: «r-Проце́сс (от англ. rapid — «быстрый») или быстрый процесс захвата нейтронов — это процесс образования более тяжёлых ядер из более лёгких путём последовательного захвата нейтронов в ходе реакций. (n,𝛾)Захват нейтронов продолжается до тех пор, пока темп захвата нейтронов (n,𝛾)выше, чем темп распада изотопа. Затем атом претерпевает β−-распад и захват нейтронов продолжается».

Необычная звезда в тонком диске галактики.

Что такое звезды с усилением r-процесса?

Звезды с усилением r-процесса (RPE) представляют собой редкую категорию древних звезд с низким содержанием металлов. Их главная особенность - значительное увеличение концентрации определенных химических элементов, таких как европий, торий и уран. Эти элементы образуются в ходе быстрого захвата нейтронов - сложного астрофизического процесса, происходящего в экстремальных условиях.

Обычно такие звезды встречаются в галактическом гало и карликовых галактиках, сопутствующих Млечному Пути. Они представляют огромный интерес для астрономов, поскольку позволяют изучать процессы образования тяжелых элементов и проливают свет на раннюю историю нашей галактики.

Открытие LAMOST J020623.21+494127.9

Новая звезда, получившая обозначение LAMOST J020623.21+494127.9 (или сокращенно J 0206+4941), была обнаружена в ходе наблюдений с использованием спектрографа высокого оптического разрешения (HORuS) телескопа GTC. Руководитель исследовательской группы, доктор Сяо-Цзинь Се из CAS, отметил: "Первоначально этот объект привлек наше внимание в ходе обзора LAMOST благодаря необычайно сильным линиям европия в его спектре. Дальнейшие наблюдения подтвердили, что мы имеем дело с звездой, обладающей чрезвычайно усиленным r-процессом".

Уникальные характеристики J 0206+4941

Детальный анализ собранных данных позволил астрономам определить ключевые параметры новой звезды:

1. Металличность: -0,54 (относительно низкая по сравнению с Солнцем)
2. Эффективная температура: около 4078 К
3. Отношение содержания европия к водороду: 0,78

Особенно примечательно, что J 0206+4941 является самой богатой металлами звездой с высоким содержанием элементов r-процесса, обнаруженной на сегодняшний день. Это делает ее уникальным объектом для изучения эволюции химического состава галактики.

Происхождение и возраст загадочной звезды

Точный возраст J 0206+4941 пока не определен, но предварительные оценки указывают на то, что ей может быть около 12,3 миллиарда лет. Это делает ее одним из древнейших известных объектов во Вселенной. Однако для подтверждения этой гипотезы требуются дополнительные исследования.

Происхождение этой необычной звезды также вызывает множество вопросов. Ученые рассматривают несколько возможных сценариев:

1. Формирование in situ в тонком диске Млечного Пути
2. Образование из межзвездной среды (ISM), обогащенной элементами r-процесса
3. Результат слияния двойной нейтронной звезды
4. Продукт взрыва сверхновой с коллапсом ядра (CCSNe)

Сравнение спектров высокого разрешения J 0206+4941 и умеренно усиленной r-процессом (rI) звезды HD 124897 ([Eu/Fe] = +0,45, с аналогичными звездными параметрами. Xie et al., 2024.

Значение открытия для астрофизики

Обнаружение J 0206+4941 имеет огромное значение для нашего понимания процессов звездообразования и эволюции галактик. Доктор Сяо-Цзинь Се пояснил: "Эта звезда предоставляет нам уникальную возможность изучить механизмы обогащения межзвездной среды тяжелыми элементами на ранних этапах формирования Млечного Пути. Она может стать ключом к разгадке тайн нуклеосинтеза и химической эволюции нашей галактики".

Перспективы дальнейших исследований

Помимо J 0206+4941, исследовательская группа выявила несколько других кандидатов на звание звезд с усиленным r-процессом, обладающих высокой металличностью. Эти объекты представляют большой интерес для дальнейшего изучения с использованием передовых инструментов, таких как спектрограф HORuS.

Доктор Сяо-Цзинь Се отметил: "Мы планируем продолжить наблюдения за этими звездами, чтобы лучше понять их свойства и происхождение. Это поможет нам составить более полную картину химической эволюции Млечного Пути и процессов формирования тяжелых элементов во Вселенной".

Заключение

Открытие звезды J 0206+4941 знаменует собой важный шаг вперед в нашем понимании звездной эволюции и процессов, происходящих в недрах звезд. Оно не только расширяет наши знания о разнообразии звездных объектов, но и ставит новые вопросы перед астрофизиками.

По мере того как ученые продолжают анализировать данные и проводить дополнительные наблюдения, мы можем ожидать новых открытий, которые помогут раскрыть тайны формирования и эволюции нашей галактики. Исследование J 0206+4941 и подобных ей звезд обещает привести к значительному прогрессу в области астрофизики и космологии в ближайшие годы.

Источник: Томаш Новаковски, Phys.org