Na skraju naszej galaktyki znajduje się przedziwny obiekt

Naukowcy szczegółowo przeanalizowali gwiazdę J0931+0038 i stwierdzili, że jest ona wyjątkowo... dziwna. Otrzymane dane wskazują, że mogła ona uformować się  z materii powstałej po eksplozji innej gwiazdy, która miała masę co najmniej 50 mas Słońca.

Jednocześnie według obecnie funkcjonujących teorii ta pradawna olbrzymia gwiazda powinna zapadać się bezpośrednio w czarną dziurę, nie zaś wytworzyć supernową i tym bardziej nie powinna wcześniej gromadzić w sobie "dziwnych pierwiastków".

Jak mówi astronom Alex Ji z University of Chicago i Sloan Digital Sky Survey (SDSS), który kierował badaniami: - Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegoś takiego. Cokolwiek się wtedy wydarzyło, musiało to być niesamowite. Nazwaliśmy [protoplastę supernowej] "gwiazdą Barbenheimera" ze względu na jej spektakularną nukleosyntezę.

Naukowcy wskazują, że tworzenie większości pierwiastków w kosmosie jest "domeną gwiazd", są one wręcz ich fabrykami. Pierwsze gwiazdy narodziły się głównie z wodoru i helu, który powstał tuż po Wielkim Wybuchu.

We wnętrzach gwiazd dochodzi do nukleosyntezy, jest to proces, podczas którego dochodzi do tworzenia się nowych jąder atomowych w wyniku łączenia protonów i neutronów (nukleonów), lub istniejących już jąder atomowych i nukleonów. W ten sposób mogą tworzyć się cięższe pierwiastki.

Jednakże ma to swój limit, gdyż tworzenie pierwiastków w gwiazdach kończy się na żelazie. Cięższe pierwiastki powstają podczas reakcji wychwytu neutronu (jest to reakcja jądrowa, gdzie jądro atomowe przyłącza neutron lub neutrony, co formuje nowe cięższe jądro).

Nukleosynteza supernowych zachodzi natomiast podczas eksplozji gwiazd i jest odpowiedzialna w dużej mierze za pierwiastki między tlenem a rubidem. Wyrzucane w kosmos nowe pierwiastki są następnie włączane do nowo formujących się gwiazd. Dlatego skład chemiczny tych kosmicznych ciał pozwala naukowcom na odkrycie ich historii.

Gwiazda J0931+0038 jest małomasywnym czerwonym olbrzymem, który zlokalizowany jest w sferycznym obszarze przestrzeni kosmicznej, który otacza dysk naszej galaktyki, tzw. halo galaktyczne. Właśnie w tym miejscu naukowcy poszukują wskazówek dotyczących wczesnego Wszechświata.

Sama gwiazda została odkryta w 1999 roku, jednakże dopiero teraz naukowcy dokonali szczegółowych badań. Analizy widma ujawniły wyjątkowy skład chemiczny, który był niepodobny do niczego, co kiedykolwiek widziano.

Jak wskazują naukowcy, gwiazda jest uboga w pierwiastki o nieparzystych liczbach w układzie okresowym pierwiastków (m.in. sód i glin), lecz jednocześnie jest bogata w pierwiastki zbliżone do żelaza (czyli nikiel i cynk). Ponadto kolejnym zadziwiającym odkryciem było to, że obiekt ten miał znacznie wyższą zawartość pierwiastków cięższych od żelaza, niż powinien (m.in. strontu i palladu).

Naukowcy doszli do wniosku, że większość wspomnianych pierwiastków musiała pochodzić z jednego źródła, czyli gwiazdy o masie od 50 do 80 mas Słońca. Jej materiał został wyrzucony podczas supernowej i dalej został włączony do J0931+0038 podczas jej formowania.

- Zadziwiające, że żaden istniejący model powstawania pierwiastków nie jest w stanie wyjaśnić tego, co widzimy [...] cały ten układ elementów wydaje się niemal wewnętrznie sprzeczny - mówi naukowczyni Sanjana Curtis z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, która współkierowała badaniami.

Jak na razie naukowcy nie znaleźli zadowalającego pełnego wyjaśnienia tego "pierwiastkowego zamieszania", jednakże stwierdzają, że nadal będą poszukiwać podobnych, dziwnych obiektów kosmicznych - dzięki temu będzie można modelować ich ewolucję.

Wyniki badań zostały opublikowane na platformie arXiv i przyjęte do publikacji w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.