Ở vùng ngoại vi của mặt trời trong dải Ngân hà là một ngôi sao tương đối sáng, trong đó các nhà thiên văn học đã xác định được phạm vi rộng nhất của các nguyên tố có thể có trong một ngôi sao bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Nghiên cứu do nhà thiên văn học Jan Roederer của Đại học Michigan đứng đầu đã phát hiện ra 65 nguyên tố trong ngôi sao HD 222925. Bốn mươi hai trong số các nguyên tố được phát hiện là nguyên tố nặng, nằm ở cuối bảng tuần hoàn. Việc xác định các nguyên tố này trong một ngôi sao sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu được cái gọi là quá trình bắt nơtron nhanh, hay một trong những cách chính tạo ra các nguyên tố nặng trong vũ trụ.
"Theo những gì tôi biết, đây là kỷ lục đối với bất kỳ vật thể nào bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Điều làm cho ngôi sao này trở nên độc đáo là tỷ lệ tương đối cao của các nguyên tố được liệt kê ở hai phần ba phía dưới của bảng tuần hoàn. Chúng tôi thậm chí còn phát hiện ra vàng," Roederer nói. "Những nguyên tố này thu được là kết quả của quá trình bắt neutron nhanh. Đó là những gì chúng tôi đang cố gắng nghiên cứu: vật lý để hiểu cách thức, địa điểm và thời điểm những nguyên tố này được tạo ra."
Quá trình này, còn được gọi là "quá trình r", bắt đầu với sự có mặt của các nguyên tố nhẹ như sắt. Sau đó, nhanh chóng – khoảng một giây – neutron được thêm vào hạt nhân của các nguyên tố nhẹ. Kết quả là sự hình thành của các nguyên tố nặng hơn như selen, bạc, telua, bạch kim, vàng và thori – loại được tìm thấy trong HD 222925, tất cả những nguyên tố mà các nhà thiên văn học cho rằng hiếm khi được tìm thấy trong các ngôi sao. Roederer cho biết: “Để giải phóng neutron và thêm chúng vào hạt nhân nguyên tử, bạn cần rất nhiều neutron tự do và năng lượng rất cao. "Không có nhiều môi trường mà điều đó có thể xảy ra."
Một môi trường như vậy đã được xác nhận: hợp nhất các sao neutron. Sao neutron là lõi bị sụp đổ của các ngôi sao siêu khổng lồ, là những thiên thể nhỏ nhất và dày đặc nhất được biết đến. Các cặp sao neutron va chạm gây ra sóng hấp dẫn và vào năm 2017, các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện ra sóng hấp dẫn từ các sao neutron đang hợp nhất. Một cách khác mà quá trình r có thể xảy ra là thông qua cái chết bùng nổ của các ngôi sao mạnh. Các nguyên tố mà Roederer và nhóm của ông đã xác định được trong HD 222925 hình thành trong một siêu tân tinh khổng lồ hoặc trong sự hợp nhất của các sao neutron vào thuở sơ khai của vũ trụ.
Ngôi sao này có thể được sử dụng làm đại diện cho những gì có thể xảy ra do một trong những sự kiện này. Roederer cho biết, bất kỳ mô hình nào được phát triển trong tương lai chứng minh quá trình r hoặc bản chất tạo ra các nguyên tố ở 222925/ dưới cùng của bảng tuần hoàn đều phải có cùng chữ ký với HD .
Điều quan trọng là các nhà thiên văn học đã sử dụng thiết bị của Kính viễn vọng Không gian Hubble, có thể thu thập quang phổ cực tím. Thiết bị này đóng một vai trò quan trọng trong việc cho phép các nhà thiên văn học thu thập ánh sáng trong phần cực tím của quang phổ, ánh sáng yếu ớt phát ra từ một ngôi sao lạnh như HD 222925. Các nhà thiên văn học cũng đã sử dụng một trong các Kính viễn vọng Magellan – một tập đoàn mà UM hợp tác với – tại Đài thiên văn Las Vegas -Campanas ở Chile để thu ánh sáng từ HD 222925 trong phần quang học của quang phổ ánh sáng. Những quang phổ này mã hóa "dấu vân tay hóa học" của các nguyên tố bên trong các ngôi sao và việc đọc các quang phổ này cho phép các nhà thiên văn học xác định không chỉ các nguyên tố đã có trong ngôi sao mà còn cả số lượng của từng nguyên tố.
Nhiều đồng tác giả của nghiên cứu là thành viên của một nhóm gọi là R-Process Alliance, một nhóm các nhà vật lý thiên văn làm việc để giải quyết những câu hỏi lớn liên quan đến r-process. Dự án này đại diện cho một trong những mục tiêu chính của nhóm: xác định những yếu tố nào và với số lượng nào được sản xuất trong quy trình r với mức độ chi tiết chưa từng có.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đọc thêm: