Обнаружена новая звезда с чрезвычайно усиленным r-процессом

23 июля 2024, 15:37 / Наука → Новости / Наука

Сравнение спектров высокого разрешения J 0206+4941 и звезды с умеренным усилением r-процесса (rI), HD 124897 ([Eu/Fe] = +0,45, с близкими звездными параметрами. Автор: Xie et al., 2024.

Используя Gran Telescopio Canarias (GTC), астрономы Китайской академии наук (CAS) и других организаций обнаружили новую звезду с чрезвычайно усиленным r-процессом в тонком диске Млечного Пути. Об этом сообщается в исследовательской статье , опубликованной 16 июля на сервере препринтов arXiv.

звезды

Thumbnail: Звезда Звезда́ — массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Ближайшей к Земле звездой является Солнце — типичный представитель спектрального класса G. Звёзды образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности — тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Википедия

с усиленным r-процессом (RPE) представляют собой небольшую часть старых звезд с низким содержанием металлов, в которых наблюдается значительное увеличение содержания элементов (таких как европий, торий или уран), образующихся в процессе быстрого захвата нейтронов. Эти звезды, которые в основном населяют галактическое гало и карликовые галактики-спутники Млечного Пути, являются отличными лабораториями для изучения r-процесса и могут помочь нам лучше понять историю сборки нашей галактики.

Теперь группа астрономов под руководством Сяо-Цзинь Се из CAS сообщает об обнаружении новой звезды RPE. Они использовали спектрограф высокого оптического разрешения GTC (HORuS) для наблюдения звезды LAMOST J020623.21+494127.9 (или J 0206+4941 для краткости). Наблюдательная кампания привела к классификации этого объекта как звезды с чрезвычайно усиленным r-процессом.

«Она [J 0206+4941] изначально была выбрана из обзора LAMOST среднего разрешения в качестве звезды-кандидата RPE на основании необычайно сильных линий европия», — пишут исследователи в статье.

Наблюдения показали, что J 0206+4941 — яркая звезда, принадлежащая тонкому диску Млечного Пути. На основе собранных данных астрономам удалось вывести содержания 30 элементов для этой звезды и определить ее кинематику.

Согласно новым данным, J 0206+4941 имеет металличность на уровне -0,54, эффективную температуру примерно 4078 К и соотношение содержания европия к водороду 0,78. В целом содержания легких элементов в этой звезде оказались сопоставимыми с другими звездами аналогичной металличности и фазы эволюции, с сильным усилением европия и умеренным усилением бария.

Авторы статьи подчеркнули, что J 0206+4941, таким образом, является самой богатой металлами звездой с сильным r-процессом, обнаруженной на сегодняшний день. Возраст звезды неизвестен, вероятно, около 12,3 миллиардов лет, и для подтверждения этого необходимы дальнейшие исследования.

Пытаясь объяснить происхождение J 0206+4941, ученые не исключают возможности того, что он мог зародиться in situ в тонком диске Млечного Пути. Они добавили, что она могла образоваться из межзвездной среды (ISM), обогащенной элементами r-процесса, в результате слияния одиночной двойной нейтронной звезды или сверхновой с коллапсом ядра (CCSNe).

В заключительных замечаниях астрономы отметили, что помимо J 0206+4941 они также определили несколько других кандидатов в RPE, богатых металлами, которые заслуживают дальнейшего изучения с использованием таких инструментов, как HORuS.

Больше информации: Xiao-Jin Xie et al, Discovery of an Extremely r-process-enhanced Thin-disk Star with [Eu/H] = +0.78, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.11572