Странная звезда в Млечном Пути несет в себе след уникального взрыва гигантской звезды, которая когда-то существовала миллиарды лет назад, в эпоху космического рассвета. Исследование команды было принято в The Astrophysical Journal Letters и доступно на arXiv.
Химический состав существующей звезды, известной как J0931+0038, настолько странный, что он может состоять только из остатков огромной звезды, по меньшей мере в 50 раз превышающей массу Солнца, которая создала элементы до того, как стала сверхновой.
И это еще более странно. По теории, такая массивная звезда должна была коллапсировать непосредственно в черную дыру, когда она умерла – не пропустите сверхновую, не накопите странное содержание элементов.
«Мы никогда не видели ничего подобного», — говорит астроном Алекс Джи из Чикагского университета, возглавлявший исследование. «Что бы ни произошло тогда, это, должно быть, было потрясающе. Мы прозвали [прародительницу сверхновой] «Звездой Барбенхаймера» за ее впечатляющий нуклеосинтез».
Производство большинства элементов во Вселенной – прерогатива звезд. После Большого взрыва 13,8 миллиардов лет назад, когда все остыло достаточно для образования атомов, космос наполнился смесью, состоящей в основном из водорода и небольшого количества гелия. Это материал, из которого родились первые звезды.
Но звезды, по сути, являются фабриками элементов с несколькими различными методами создания новых материалов в процессе, известном как нуклеосинтез. Они питаются от процесса термоядерного синтеза, который происходит в их ядрах, сталкивая атомы вместе с образованием более тяжелых элементов.
Однако это ограничивается железом; при синтезе железа во что-то более тяжелое требуется больше энергии, чем создается, так что для звезды игра окончена.
Когда звезда взрывается, в чрезвычайно энергетической среде сверхновой создаются более тяжелые элементы . Помимо продуктов синтеза, эти элементы выбрасываются в космос, где включаются в последующие поколения звезд.
Химическое содержание звезд может многое рассказать нам об их собственной истории. Например, звезды, родившиеся совсем недавно, имеют более высокое содержание элементов тяжелее гелия, что является удобным инструментом для определения возраста звезды. А разные элементы могут рассказать нам о звездах, которые были раньше – о тех, в которых изначально были созданы более тяжелые элементы.
J0931+0038 — красный гигант малой массы, висящий в примерно сферической области пространства, окружающей диск Млечного Пути, известной как галактическое гало. В галактическом гало можно найти множество очень старых, странных звезд, поэтому астрономы часто ищут там подсказки о ранней Вселенной.
J0931+0038 впервые был запечатлен SDSS в 1999 году, но не в цвете. Лишь в 2019 году последующее исследование зафиксировало полный спектр света звезды – ключ к определению ее химического состава, поскольку разные элементы поглощают и переизлучают свет на определенных длинах волн.
Спектр J0931+0038 показал химический состав, не похожий ни на что, когда-либо виденное ранее. В нем было удивительно мало элементов с нечетными номерами в таблице Менделеева, таких как натрий и алюминий, но много элементов, близких к железу, таких как никель и цинк. И тогда содержание элементов тяжелее железа, таких как стронций и палладий, было намного выше, чем должно было быть.
«Иногда мы видим одну из этих особенностей одновременно, но никогда раньше не видели их все в одной и той же звезде», — говорит астроном Дженнифер Джонсон из Университета штата Огайо.
Команда выяснила, что большинство металлов, обнаруженных в J0931+0038, должно быть, произошли из одного-единственного, крайне бедного металлами нуклеосинтетического источника: звезды, масса которой в 50–80 раз превышала массу Солнца, которая взорвалась и выбросила свои внутренности в космос. и оставил после себя облако материала, из которого родился J0931+0038.
Однако тот факт, что такая массивная звезда, как ожидается, гравитационно схлопнется внутрь, а не взорвется наружу, является лишь частью проблемы.
«Удивительно, но ни одна существующая модель формирования элементов не может объяснить то, что мы видим», — говорит астроном Санджана Кертис из Калифорнийского университета в Беркли, который возглавлял исследование. «Это не просто: «О, вы можете настроить что-то здесь и там, и все получится — вся структура элементов кажется почти противоречивой».
Это загадка, на которую пока нет ответа. Только найдя больше таких чудаков и смоделировав их формирование, мы сможем понять, как звезда «Барбенхаймер» жила, умерла и оставила после себя свои отпечатки пальцев, над которыми мы будем ломать голову много эпох спустя.
По информации https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/163159-drevnyaya-gigantskaya-zvezda-vzorvalas-tak-kak-uchenye-dazhe-ne-predpolagali
Обозрение "Terra & Comp".
