Свръхновите струи могат да обяснят древните звезди, богати на тежки елементи

Изследователи от института Нилс Бор може би са разгадали мистерия за древните звезди от външната галактика Млечен път. Тези звезди са необичайно богати на тежки елементи като злато, платина и уран - тежки елементи, които обикновено се наблюдават в по-късни поколения звезди. Изследователите смятат, че тежките елементи в тези много стари звезди са възникнали във взривните струи на свръхновите. Свръхновите струи може би са обогатили газовите облаци с тежките елементи, които по-късно образували тези звезди.

NGC 4594, спираловидна галактика във формата на диск с около 200 милиарда звезди. Млечният път е спирална галактика, като NGC 4594. Над и под галактическата равнина както на NGC 4594, така и на Млечния път има ореол, който включва по-стари звезди, датиращи от детството на галактиката преди милиарди години. По принцип всички ореоли трябва да бъдат примитивни и бедни на тежки елементи като злато, платина и уран. Но те не са. Нови изследвания показват, че обяснението може да се крие в жестоки струи от експлодиращи гигантски звезди. Кредитна снимка: ESO

Изследователският екип наблюдава 17 звезди на северното небе с телескопи на Европейската южна обсерватория (ESO) и със Северния оптичен телескоп (NOT). Резултатите от изследването бяха публикувани в The Astrophysical Journal Letters на 14 ноември 2011 г.

17-те звезди в изследването са малки, леки звезди, които живеят по-дълго от големите масивни звезди. Те не изгарят по-дълго водород, но се надуват в червени гиганти, които по-късно ще се охладят и ще станат бели джуджета. Това изображение показва CS31082-001. Институт Via Niels Bohr

Малко след Големия взрив се смята, че Вселената е доминирана от мистериозна тъмна материя, заедно със светлите елементи водород и хелий. Тъй като тъмната материя и газовете, съставени от водород и хелий, се скупчават чрез собствената си гравитация, те образуват първите звезди.

В изгарящата вътрешност на тези звезди термоядрен синтез на водород и хелий образува първите по-тежки елементи като въглерод, азот и кислород. Този процес на сливане е това, което дава възможност на всички звезди да блестят, а натрупването на по-тежки елементи от по-леките е това, което ни дава разнообразния масив от материя около нас на Земята и в Космоса днес. Смята се, че в рамките на няколкостотин милиона години от раждането на Вселената всички известни елементи са се образували - но само в минимални количества. По този начин най-ранните звезди трябва да съдържат само една хилядна част от тежките елементи, наблюдавани днес в звездите на по-късно поколение, като нашето собствено слънце.

Всеки път, когато масивна звезда изгаря и умира при жестока експлозия, известна като свръхнова, тя извежда новообразувани тежки елементи навън в космоса. Тежките елементи стават част от обширни газови облаци, които в крайна сметка се свиват и накрая се сриват, образувайки нови звезди. По този начин новите поколения звезди стават по-богати на тежки елементи.

Нашата галактика Млечен път, гледана отвътре. Кредит за изображения: Стив Юрветсън

Ето защо е изненадващо да намерите звезди от ранната Вселена, които са сравнително богати на най-тежките елементи. Но те съществуват - дори в нашата собствена галактика, Млечния път.

Терезе Хансен от института на Нилс Бор в Университета в Копенхаген заяви:

Във външните части на Млечния път има стари „звездни вкаменелости“ от нашата собствена галактика от детството. Тези стари звезди лежат в ореол над и под плоския диск на галактиката. В малък процент - приблизително 1-2 процента от тези примитивни звезди - откривате ненормални количества от най-тежките елементи по отношение на желязото и други тежки елементи normal .

Хансен каза, че има две теории, които могат да обяснят ранните звезди предозиране на тежки елементи. Една теория е, че тези звезди са всички близки двоични звездни системи, при които една звезда е избухнала като свръхнова и е покрила придружителната си звезда с тънък слой от прясно направено злато, платина, уран и т.н.

Другата теория е, че ранните свръхнови могат да изстрелват тежките елементи в струи в различни посоки, така че тези елементи ще бъдат вградени в някои от дифузните газови облаци, които образуват някои от звездите, които виждаме днес в ореола на галактиката.

Тя каза:

Наблюденията ми върху движенията на звездите показаха, че по-голямата част от 17-те богати звезди с тежки елементи всъщност са единични. Само три (20 процента) принадлежат към двоичните звездни системи. Това е напълно нормално; 20 процента от всички звезди принадлежат към двоичните звездни системи. Така че теорията за позлатената съседна звезда не може да бъде общото обяснение. Причината, поради която някои от старите звезди станаха необичайно богати на тежки елементи, трябва да е, че експлодиращите свръхнови изпращаха самолети в космоса. При експлозията на свръхновата тежки елементи като злато, платина и уран се образуват и когато струите ударят околните газови облаци, те ще бъдат обогатени с елементите и ще образуват звезди, които са невероятно богати на тежки елементи.

Долен ред: Проучване на института на Нилс Бор, публикувано в The Astrophysical Journal Letters на 14 ноември 2011 г., разкрива, че древните звезди във външния ореол на нашата галактика Млечен път - които са необичайно богати на тежки елементи като злато, платина и уран - може да са довели до от експлозивните струи на свръхновите. В този сценарий струите на свръхновите щяха да обогатяват газови облаци с тежки елементи, които по-късно да образуват тези звезди.

Прочетете повече в института Niels Bohr

Мощна супернова експлодира сравнително близо до Земята

Създаване на млечен път