Астрономы выяснили, где синтезировался стронций в ранние эпохи жизни Галактики

Для понимания того, как синтезировались различные химические элементы и росла их распространённость в ходе эволюции нашей галактики Млечный Путь (МП), нужны надёжные наблюдательные данные о содержании элементов и их изотопов в звёздах, родившихся в разные эпохи.

Эту информацию можно получить путём исследования спектров звёзд с массой меньше солнечной, которые живут 10 и более миллиардов лет и в своих поверхностных слоях сохраняют почти неизменным химический состав газа, из которого сформировались. Элементы, расположенные в таблице Менделеева за группой железа (так называемые тяжёлые элементы), образуются в ядерных реакциях нейтронных захватов, которые в зависимости от плотности потока нейтронов в разных астрофизических источниках протекают как быстрый (rapid, r-), или медленный (slow, s-), или промежуточный (intermediate, i-) процесс.

Отношение изотопов бария как функция отношения содержания [Sr/Ba] у изученных звёзд в сравнении с моделью химической эволюции Галактики, где цветовая шкала определяет количество звёзд в любой точке на плоскости

В настоящее время нет полного понимания в каких процессах, в каких астрофизических объектах и в каком количестве образуются тяжёлые элементы. На основе анализа наблюдений звёзд с низким содержанием металлов (на 2-3 порядка меньше солнечного) астрономы сделали предположение о существовании в ранние эпохи жизни МП некоего специфического источника, в котором синтезировался, главным образом, стронций.

Старший научный сотрудник Института астрономии РАН (ИНАСАН) Татьяна Михайловна Ситнова возглавила группу учёных для исследования стронция и бария у выборки звёзд с дефицитом металлов и выяснения свойств этого источника. Оказалось, что у звёзд с повышенным содержанием стронция преобладают чётные изотопы бария, что характерно для s-процесса. Но это не классический s-процесс в звёздах с массами 2-4 солнечных, самые первые из которых ещё не успели достичь нужной эволюционной стадии. Сравнение полученного отношения изотопов бария с моделью химической эволюции галактики (см. рисунок) доказывает, что производство избыточного стронция в ранней галактике связано с быстро вращающимися массивными (более 10 солнечных масс) звёздами.

В работе принимали участие представители Университета Гёте (Франкфурт-на-Майне), Гейдельбергского института теоретических исследований и Гейдельбергского университета (ФРГ), обсерватории Национального института астрофизики (Триест), филиала Национального института ядерной физики в Триесте (Италия), парижской обсерватории LIRA (Франция) и Женевского университета (Швейцария). Результаты исследования обпуликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.