Setki bogatych w złoto gwiazd odkrytych w naszej galaktyce Drogi Mlecznej mogły pochodzić z mniejszych galaktyk, które połączyły się 10 miliardów lat temu, jak wynika z nowych symulacji przeprowadzonych przez superkomputer.
Używając superkomputera ATERUI II w Centrum Astrofizyki Obliczeniowej przy Japońskim Narodowym Obserwatorium Astronomicznym, naukowcy z Uniwersytetu Tohoku i Uniwersytetu Notre Dame opracowali nowe symulacje formowania się galaktyk o najwyższej jak dotąd rozdzielczości.
Praca została opublikowana w tym tygodniu w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Symulacja prześledziła formowanie się wirtualnej galaktyki podobnej do Drogi Mlecznej od Wielkiego Wybuchu do chwili obecnej, aby pozwolić naukowcom zobaczyć, jak nowe materiały uwalniane przez stare gwiazdy są wchłaniane przez nowe gwiazdy.
Pierwiastki otaczające nas na Ziemi – od węgla i tlenu po krzem i złoto – powstają w wyniku reakcji termojądrowych we wnętrzu starożytnych gwiazd. Pierwiastki te są rozprowadzane po wszechświecie, gdy gwiazdy wybuchają.
Bogate w złoto gwiazdy opowiadają nam dziś historię Drogi Mlecznej” – powiedział Yutaka Hirai z Uniwersytetu Tohoku.
„Te starożytne galaktyki są budulcem Drogi Mlecznej. Nasze odkrycia oznaczają, że wiele z bogatych w złoto gwiazd, które widzimy dzisiaj, to skamieniałe zapisy formowania się Drogi Mlecznej ponad 10 miliardów lat temu.”
Symulacja, która trwała przez kilka miesięcy, po raz pierwszy umożliwiła naukowcom obserwowanie formowania się bogatych w złoto gwiazd w Drodze Mlecznej.
Ujawniła ona, że większość bogatych w złoto gwiazd uformowała się ponad 10 miliardów lat temu w małych galaktykach, które później połączyły się tworząc Drogę Mleczną. Pierwiastki cięższe od żelaza – takie jak złoto i platyna – pochodzą z tego rodzaju fuzji gwiazd neutronowych (gdy zderzają się rdzenie dwóch umierających gwiazd), które, jak się uważa, są powszechne w małych galaktykach.
Chociaż symulacje są jedynie przewidywaniem tego, co mogło się wydarzyć, przewidywana obfitość gwiazd wzbogaconych w złoto w obecnej Drodze Mlecznej odpowiada temu, co astronomowie mogą obecnie zaobserwować.
W ciągu ostatnich pięciu lat wykryto setki bogatych w złoto gwiazd. W maju 2022 roku naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Hubble’a do odkrycia 65 pierwiastków – w tym złota – w gwieździe o nazwie HD 222925, co jest rekordem dla każdego obiektu spoza naszego Układu Słonecznego.
Dokładnie jak, dlaczego i kiedy pierwiastki są produkowane, jest przedmiotem wielu zaawansowanych badań. W zeszłym tygodniu Unia Europejska ogłosiła przyznanie 11,3 mln euro na projekt badawczy HEAVYMETAL (How Neutron Star Mergers make Heavy Elements), którego celem jest zbadanie syntezy pierwiastków chemicznych w fuzjach gwiazd neutronowych.
Kiedy gwiazdy o masie około ośmiu razy większej od masy naszego Słońca wyczerpują swoje paliwo, zapadają się i rozpadają w eksplozjach supernowych, stając się ostatecznie gwiazdą neutronową lub czarną dziurą.
