Редкий земной элемент теллур впервые обнаружен на древних звездах

Почти 13.7 миллиардов лет тому назад, вселенная состояла исключительно из водорода, гелия и следов лития – побочных продуктов Большого взрыва. Через 300 миллионов лет, стали появляться первые звезды, создавая дополнительные химические элементы во всей вселенной. С тех пор, гигантские звездные взрывы, или сверхновые звезды, стали способствовать зарождению углерода, кислорода, железа и остальных 94 химических элементов естественного происхождения, входящих в периодическую таблицу.

Сегодня, звезды и планетные тела содержат следы этих элементов, сформированных из газа обогащенного сверхновыми звездами на протяжении долгого периода. За последние 50 лет ученые не раз пытались проанализировать звезды различных возрастов, чтобы проследить эволюцию химических элементов во вселенной и идентифицировать астрофизические явления, повлиявшие на их зарождение.

Недавно группа исследователей из разных институтов, включая Массачусетский технологический институт, впервые обнаружила элемент теллур на трех древних звездах. Следы этого хрупкого, полупроводникового сплава, который очень редко встречается на Земле, нашли на звездах, которым почти 12 миллиардов лет. Новое открытие поддерживает теорию о том, что теллур, наряду даже с более тяжелыми элементами из периодической таблицы, вероятно, произошел от сверхновой звезды очень редкого типа в течение быстрого процесса атомного слияния. Исследователи опубликовали свои сведения в электронной версии журнала Astrophysical Journal Letters.

Специалисты проанализировали химический состав трех ярких звезд расположенных на расстоянии нескольких тысяч световых лет от ореола Млечного Пути. Они рассмотрели данные полученные благодаря спектрографу космического телескопа Хаббл, инструмента, который разлагает свет звезды в спектр волн всех длин. Если определенный элемент присутствует на звезде, атомы этого элемента поглощают свет звезды при специфических длинах волн; исследователи могут заметить это поглощение по данным спектрографа.

Исследователи обнаружили изменения в ультрафиолетовой области спектра, при длине волны, которая соответствует естественному поглощению света теллуром, что подтверждает теорию существования редкого земного элемента в пространстве, который, по всей видимости, был создан более 12 миллиардов лет тому назад, в то время когда были образованы все три звезды.

Исследователи также сравнили изобилие теллура с другими тяжелыми элементами как, например, барий и стронций, установив, что коэффициент элементов был одинаковым во всех трех звездах. Они отметили, что совпадение коэффициентов подтверждает теорию химического элементного синтеза: а именно, что редкий тип сверхновой звезды мог создать несколько тяжелых элементов периодической таблицы, включая теллур.

Согласно предположениям ученых, элементы тяжелее железа могли быть сформированы как часть разрушающейся сердцевины сверх новой звезды при столкновении атомного ядра с огромным количеством нейтронов в процессе атомного слияния. В течение последних 50 лет астрономам и физикам-атомщикам удалось смоделировать этот быстрый процесс, под названием r-process, для того чтобы разобраться в истории космических элементов.

В текущем исследовании специалисты обнаружили, что коэффициенты тяжелых элементов отмеченных в трех звездах соответствовали коэффициентам, предсказанным этими теоретическими моделями. Сведения, как отмечают ученые, подтверждает теорию о том, что тяжелые элементы были сформированы из редкой, чрезвычайно быстрой сверхновой звезды.