Гиперновые стали поставщиками золота и платины на заре жизни Млечного Пути
Вспышки гиперновых могли быть основными поставщиками элементов r-процесса на самых ранних стадиях формирования галактик. К такому выводу пришли астрономы после изучения одной из звезд гало Млечного Пути, которая, будучи малометалличной, содержит много элементов, рожденных в результате r-процесса. Статья опубликована в журнале Nature.
Многие тяжелые химические элементы, такие как золото, уран, ксенон, платина, цинк или кобальт, синтезируются в ходе r-процесса, когда атомное ядро быстро захватывает нейтроны. Считается, что это происходит в основном во время слияний нейтронных звезд, что было не так давно достоверно подтверждено наблюдениями. Однако в моделях химической эволюции Галактики только слияния нейтронных звезд не могут воспроизвести наблюдаемые закономерности содержания элементов в малометалличных звездах, что указывает на существование других объектов (или катаклизмов), где способен протекать r-процесс.
Астрономы во главе с Дэвидом Йонгом (David Yong) из центра ASTRO 3D при Австралийском национальном университете опубликовали результаты наблюдений за необычным красным гигантом SMSS J200322.54–114203.3, который находится на расстоянии 7500 световых лет от Солнца в гало Млечного Пути. Он был найден в ходе обзора неба наземным телескопом SkyMapper, за ним также наблюдали 2,3-метровый телескоп ATT в обсерватории Сайдинг-Спринг и комплекс телескопов VLT в Чили.
Оказалось, что звезда бедна элементами, тяжелее водорода и гелия (металлами), с отношением железа к водороду в три тысячи раз ниже, чем у Солнца. При этом SMSS 2003-1142 демонстрирует самые высокие соотношения содержания цинка, бария, европия и тория к железу. Таким образом, звезда при общей низкой металличности обогащена элементами, рождаемыми в результате r-процесса.
Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемое содержание элементов хорошо согласуется с моделью взрыва гиперновой за счет магнитовращательной неустойчивости. При этом звезда-прародитель была одиночной, бедной металлами, и обладала массой 25 масс Солнца. Подобный катаклизм может поставлять в межзвездную среду не только элементы r-процесса, но и легкие элементы, рождаемые во время жизни звезды, а также элементы, образующиеся в финале ее жизни. В дальнейшем выброшенное при взрыве вещество попало в состав звезды SMSS 2003-1142. Таким образом, гиперновые могли быть поставщиками элементов r-процесса на самых ранних стадиях формирования галактик, когда слияния нейтронных звезд еще не происходили, в том числе и в Млечном Пути.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы обнаружили вспышку самой далекой гиперновой, которая породила магнитар.
Александр Войтюк
Это может говорить о потенциальной обитаемости экзопланеты
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил доказательства того, что экзопланета K2-18b может быть гикеаном, обладающим водным океаном, а не суперземлей или мини-нептуном. Кроме того, в ее атмосфере нашлись следы биомаркера диметилсульфида, что делает экзопланету интересной целью для изучения с точки зрения потенциальной обитаемости. Статья принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters, кратко о работе сообщается на сайте обсерватории. Гикеаны описываются как субнептуны с умеренными температурами, обладающие глобальным водным океаном и обширной атмосферой, богатой водородом. Эти тела могут обладать радиусами 1-2,6 радиуса Земли и массой 1-10 масс Земли и пока что представлены лишь несколькими кандидатами — подтвержденных экзопланет такого типа еще неизвестно. Большой интерес для ученых гикеаны представляют из-за значительно более широкой обитаемой зоны по сравнению с планетами земной группы и удобства потенциальных поисков биомаркеров в атмосферах Группа астрономов во главе с Никку Мадхусудханом (Nikku Madhusudhan) из Кембриджского университета опубликовала результаты спектрометрических наблюдений за атмосферой экзопланеты K2-18b, проведенных при помощи инструментов NIRISS и NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб». Наблюдения велись в диапазоне длин волн 0,9–5,2 микрометра в 2023 году во время двух событий прохождения планеты по диску своей звезды. K2-18b обращается вокруг красного карлика, расположенного в 111 световых годах от Солнца в созвездии Льва, и открыта в 2017 году. Экзопланета попадает в обитаемую зону, обладает массой 8,63 массы Земли, радиусом 2,61 радиуса Земли и равновесной температурой 250–300 кельвинов. В 2019 году в ее атмосфере обнаружили водяной пар. Экзопланета считалась кандидатом в гикеан, скалистую суперземлю или мини-нептун. Исследователи обнаружили в атмосфере K2-18b, богатой водородом, метан и углекислый газ и не нашли аммиака, что согласуется с моделью глобального океана, скрытого под тонкой и холодной атмосферой. Кроме того, они не обнаружили водяной пар, угарный газ и синильную кислоту, хотя установленные верхние пределы их содержания тоже соответствуют предсказаниям модели. В атмосфере субнептуна также обнаружились потенциальные следы диметилсульфида, который рассматривается как биомаркер в виде продукта жизнедеятельности бактерий и фитопланктона. Это тоже говорит в пользу идеи о том, что K2-18b представляет собой гикеан, а не скалистую или богатую летучими веществами планету с обширной водородной атмосферой или скалистую планету с тонкой водородной атмосферой. Однако, что касается потенциальной обитаемости экзопланеты, то она под вопросом, так как факт обнаружения диметилсульфида, его точное содержание и происхождение (биогенное или абиогенное) должны помочь установить будущие наблюдения за K2-18b. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел толстые слои облаков в атмосфере близкого субнептуна.