Шаровые скопления, такие как NGC 2419, видимые на этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббл НАСА/ЕКА, не только красивы, но и завораживают. Авторы и права: ЕКА/Хаббл и НАСА.
Если вы хотите узнать, откуда берутся элементы, посмотрите на звезды. Почти каждый элемент тяжелее гелия образуется в результате ядерных реакций в звездах. Но какие звездные процессы ответственны за эти элементы? Можем ли мы найти закономерности в том, сколько каждого элемента мы наблюдаем в различных астрофизических средах, таких как звезды, галактики или шаровые скопления?
Недавно группа исследователей штата Северная Каролина сосредоточилась на процессе разрушения калия (K) в шаровых скоплениях, в частности, рассматривая одно скопление: NGC 2419. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
Шаровые скопления представляют собой группы гравитационно связанных звезд. Астрономы наблюдали четкие закономерности в относительных количествах различных элементов от звезды к звезде. Одна из таких закономерностей – между кислородом и натрием: звезды внутри шаровых скоплений, в которых больше натрия, имеют меньше кислорода, и наоборот. Это известно как антикорреляция натрия-кислорода (Na-O). Обнаружено также несколько других антикорреляций, что указывает на то, что в конкретных шаровых скоплениях происходят уникальные (иногда неизвестные) процессы.
В 2012 году первая антикорреляция магния и калия (Mg-K) была обнаружена в особом шаровом скоплении, названном NGC 2419. Общий избыток калия был связан с реакциями горения водорода при температурах от 80 до 260 миллионов Кельвинов.
Но самое загадочное то, что звезды в скоплении, показавшие антикорреляцию, являются относительно молодыми звездами-красными гигантами. Ядра этих звезд не должны быть достаточно горячими, чтобы ядерные реакции изменили количество Mg и K. Ведущая теория предполагала смешивание K и Mg из старых звезд в скоплении, но что остается неопределенным, так это скорость калиевого разрушающая реакция.
Исследовательская группа попыталась воссоздать реакцию разрушения калия, проведя эксперимент по аналогичной ядерной реакции (39K + 3He —> 40Ca + d) в Ядерной лаборатории Университета Треугольника (TUNL).
Эта реакция представляет собой реакцию переноса протона, при которой протон гелия-3 (3He) передается калию-39 (39K), образуя кальций-40 (40Ca). Эта экспериментальная реакция позволяет имитировать реальную реакцию, происходящую в звезде при разрушении калия.
Они обнаружили, что калий не только может разрушаться при более низких температурах, но и разрушается при таких температурах в 13 раз быстрее, чем считалось ранее.
Это открытие может изменить способ моделирования образования элементов в звездах — не только для этого конкретного случая NGC 2419, но и для других астрофизических моделей, которые включают реакции на калий.
Информация от: Государственным университетом Северной Каролины.
