Новая галактика, названная Ретикулум II из-за ее расположения в южном созвездии Ретикулум, широко известном как Сеть, является одной из самых маленьких и близких к нам из известных. Его близость сделала его заманчивой целью для группы астрономов, включая Джоша Саймона из Карнеги, которые изучали химический состав близлежащих галактик.«В Reticulum II больше звезд, достаточно ярких для химических исследований, чем в любой другой сверхслабой карликовой галактике, обнаруженной до сих пор», — пояснил Саймон.
Такие сверхслабые галактики — это пережитки эпохи рождения первых звезд во Вселенной. Они вращаются вокруг нашей собственной галактики Млечный Путь, и их химическая простота может помочь астрономам понять историю звездных процессов, восходящих к древней Вселенной, включая образование элементов.Многие элементы образуются в результате ядерного синтеза, в котором два атомных ядра сливаются вместе и выделяют энергию, создавая другой, более тяжелый атом.
Но элементы тяжелее цинка создаются в процессе, называемом захватом нейтронов, во время которого существующий элемент приобретает дополнительные нейтроны по одному, которые затем «распадаются» на протоны, изменяя состав атома на новый элемент.Нейтроны можно улавливать медленно, в течение длительных периодов времени внутри звезды или за считанные секунды, когда катастрофическое событие вызывает взрыв нейтронов, бомбардирующий область.
Каждый метод создает разные типы элементов.Удивительно, но команда обнаружила, что семь из девяти самых ярких звезд Reticulum II содержат гораздо больше элементов, произведенных быстрыми захватами нейтронов, чем было обнаружено в любой другой карликовой галактике.«Эти звезды содержат в тысячу раз больше элементов захвата нейтронов, чем любые другие звезды, наблюдаемые в подобных галактиках», — сказал ведущий автор исследования Александр Джи из Массачусетского технологического института.Ранее астрономы разделились во мнениях относительно того, образуются ли такие элементы в основном в результате взрыва сверхновых или в более экзотических космических местах, таких как слияние нейтронных звезд.
Однако обнаружение в одной карликовой галактике гораздо большего количества тяжелых элементов, чем когда-либо ранее наблюдалось в других, доказывает, что источник элементов захвата нейтронов в Reticulum II, должно быть, был редким событием — гораздо реже, чем обычная сверхновая звезда. Более того, количество этих нейтронных захватывающих элементов в Reticulum II намного превышает то, что может произвести большинство сверхновых.«Производство элементов быстрого захвата нейтронов при слиянии нейтронных звезд прекрасно объясняет эти наблюдения», — сказала соавтор Анна Фребель, также из Массачусетского технологического института.Старые звезды в Млечном Пути демонстрируют структуру элементов захвата нейтронов, аналогичную той, что обнаружена в Reticulum II.
Это указывает на то, что процесс создания элементов захвата нейтронов в более крупных галактиках, вероятно, такой же, как и в карликовых галактиках, предполагая, что даже тяжелые элементы на Земле возникли в результате слияния нейтронных звезд.Команда ожидает, что наблюдения большего количества звезд в Reticulum II могут пролить дополнительный свет на происхождение тяжелых элементов и историю формирования этой уникальной системы.
«Поскольку эта галактика настолько мала, в ней невероятно аккуратно хранятся свидетельства древних редких событий», — сказал Саймон. «Нам повезло, что мы нашли такую важную галактику так близко к нам».