R-processen (rapid process) är en neutroninfångande
elementsyntes som äger rum när tunga stjärnor kollapsar i en
supernovaexplosion. R-processen har genom transmutation skapat hälften av alla
grundämnen tyngre än järn och föreslogs existera 1956 av Hans Suess och Harold
Urey. Många tunga neutronrika grundämnen så som guld och platina har skapats genom
r-processen.
I vår sols närhet av Vintergatan finns en relativt
ljusstark stjärna och här har astronomer kunnat identifiera det bredaste utbudet
av element i en enda stjärna förutom i vårt solsystem. Studien, som leddes av astronom
Ian Roederer vid University of Michigan har här identifierat 65 grundämnen. Stjärnan,
HD 222925 finns i stjärnbilden Turkanen synlig på södra stjärnhimlen.
"Så vitt
jag vet är det ett rekord i element utanför vårt solsystem. Det som gör stjärnan
unik är att den har en mycket hög relativ andel av de element som listas längs
de nedre två tredjedelarna av det periodiska systemet. Vi upptäckte här även
guld, säger Roederer. "Elementen här kom till av en snabb neutroninfångningsprocessen (r-pocessen).
Det är vad vi försöker studera: fysiken i hur, var och när dessa element uppkommer.
En av dessa miljöer har nu bekräftats. Miljön där
sammanslagningen av neutronstjärnor sker. Neutronstjärnor är de kollapsade
kärnorna av stora stjärnor och de är de minsta men tätast kända objekten därute.
Vid kollisionen mellan neutronstjärnor orsakas gravitationsvågor som kan
upptäcktas av oss. 2017 upptäckte
astronomer första gången gravitationsvågor från sammanslagna neutronstjärnor.
Ett annat teoretiskt sätt som r-processen kan
inträffa på är efter den explosiva fasen av massiva stjärnor.
Ett instrument på rymdteleskopet Hubble som kan
samla ultraviolett spektra användes vid detta arbete. Detta instrument var
nyckeln för astronomerna för insamlandet av ljus i den ultravioletta delen av
ljusspektrumet – det svaga ljus som kommer från en stjärna som HD 222925.
Utöver Hubbleteleskopets instrument använde de även ett av Magellanteleskopen – ett konsortium där U-M är partner – vid Las
Campanas-observatoriet i Chile finns för att kunna samla in ljus från ex HD-222925 i den
optiska delen av ljusspektrumet. Fyrtiotvå av de identifierade elementen är
tunga element som listas längs botten av det periodiska systemet av grundämnen.
Att identifiera dessa element i en enda stjärna
kommer nu att hjälpa astronomer att förstå vad som kallas "snabb
neutroninfångningsprocess", (r-pocessen) eller ett av de viktigaste sätten på vilka
tunga element i universum skapats. Deras resultat publicerades på arXiv och har
accepterats för publicering i The Astrophysical Journal Supplement-serien.
Bild på hur det kan se ut därute vid stjärnan. Bild
från https://www.techeblog.com/gold-standard-star-milky-way-galaxy-hd-222925/