Ciężki metal wymiata w kosmosie. Takiej gwiazdy gwiazdy naukowcy jeszcze nie widzieli
Stosunkowo niedaleko od nas, w naszej części Drogi Mlecznej naukowcy odkryli z pozoru zwykłą gwiazdę. Gdy się jej jednak dokładniej przyjrzeli okazało się, że składem chemicznym zawstydza ona wszystkie inne obiekty zbadane dotąd w przestrzeni kosmicznej.
HD 222925 to stosunkowo jasna gwiazda (aczkolwiek przy jasności 9 magnitudo, nie jest ona widoczna gołym okiem) w gwiazdozbiorze Tukana widocznym z półkuli południowej. Ruch gwiazdy wskazuje, że nie powstała ona w Drodze Mlecznej, a raczej stanowi element dawnej galaktyki karłowatej Gaia Enceladus, która została wchłonięta przez Drogę Mleczną ok. 10 mld lat temu.
Gwiazda HD 222925 zawiera aż 42 pierwiastki ciężkie z dolnej części układu okresowego
Obserwacje gwiazdy HD 222925 prowadzone za pomocą instrumentów zainstalowanych na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwoliły naukowcom z Uniwersytetu w Michigan dokładnie zbadać jej skład chemiczny. Ku zaskoczeniu badaczy, w gwieździe udało się zidentyfikować aż 65 różnych pierwiastków, z czego aż 42 to pierwiastki ciężkie z dolnej części układu okresowego pierwiastków. Jak zaznaczają naukowcy, jest to najwięcej pierwiastków odkrytych w jakimkolwiek zbadanym dotychczas obiekcie kosmicznym poza Układem Słonecznym.
Sama gwiazda HD 222925 nie jest jednak w stanie zsyntentyzować takiej liczby pierwiastków. Najcięższym pierwiastkiem, który może powstać w reakcjach zachodzących we wnętrzu gwiazdy jest żelazo. Nie oznacza to jednak, że w gwieździe nie mogą istnieć inne pierwiastki, po prostu muszą one pochodzić z innego źródła.
Pierwsze gwiazdy we wszechświecie składały się z czystego wodoru i helu i bardzo niewielkiej ilości litu. Wszystkie inne pierwiastki powstały dopiero w tychże gwiazdach. Większość z pierwszych gwiazd we wszechświecie była gwiazdami masywnymi, które w stosunkowo krótkim czasie po powstaniu eksplodowały jako supernowe. W każdej takiej eksplozji rozerwana gwiazda rozsiewała po przestrzeni kosmicznej pierwiastki, które w niej powstały. Kolejne generacje gwiazd powstające z materii międzygwiezdnej "zanieczyszczonej" tymi pierwiastkami miały w sobie już na dzień dobry domieszkę pierwiastków cięższych powstałych w pierwszych gwiazdach.
Pierwiastki cięższe od żelaza jednak nie powstają we wnętrzach gwiazd, a w dużo rzadszych zdarzeń, takich jak chociażby eksplozje supernowych i kilonowych, czy też w zderzeniach gwiazd neutronowych, czyli niezwykle kompaktowych pozostałości po gwiazdach, które eksplodowały jako supernowe. W takich zdarzeniach może zachodzić tak zwany proces r, czyli reakcja jądrowa polegająca na wychwycie prędkich neutronów przez nuklidy. W odpowiednich warunkach na przestrzeni zaledwie kilku sekund neutrony dodawane są do lżejszych pierwiastków takich jak żelazo i powstają nowe, cięższe pierwiastki takie jak selen, srebro, tellur, platyna, złoto czy tor - pierwiastki, które m.in. odkryto w składzie HD 222925.
Skąd zatem się one tam wzięły?
Badacze nie są w stanie jednoznacznie ustalić pochodzenia tych pierwiastków. Wiadomo jednak, że gwiazda HD 222925 powstała z gazu i pyłu wzbogaconego przez pierwiastki powstałe w wybuchu masywnych supernowych lub w zderzeniu gwiazd neutronowych, do których doszło we wczesnym wszechświecie. Na jak długo gwiazda ta pozostanie rekordzistką jeżeli chodzi o skład chemiczny? Nie wiadomo.