Гиперновые стали поставщиками золота и платины на заре жизни Млечного Пути

Оптический снимок звезды SMSS J200322.54-114203.3.

Da Costa / SkyMapper

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.