Schema concettuale di questa ricerca. Vari metalli pesanti con firme di lunghezza d'onda uniche vengono prodotti in un'esplosione a seguito di una fusione di stelle di neutroni binarie. Questi metalli vengono quindi incorporati nelle stelle di nuova formazione dove è possibile osservare le loro firme. Credito:NAOJ/Università di Tokyo
Gli astronomi hanno catalogato i segni di nove metalli pesanti nella luce infrarossa di stelle supergiganti e giganti. Nuove osservazioni basate su questo catalogo aiuteranno i ricercatori a capire come eventi come le fusioni binarie di stelle di neutroni abbiano influenzato la composizione chimica e l'evoluzione della nostra Via Lattea e di altre galassie.
Subito dopo il Big Bang, l'universo conteneva solo idrogeno ed elio. Altri elementi si sono formati in seguito attraverso la fusione nucleare nelle stelle o eventi violenti come le supernove o le fusioni binarie di stelle di neutroni. Però, i dettagli dei vari processi ei relativi contributi sono ancora poco conosciuti. Una migliore comprensione dell'evoluzione chimica delle galassie è importante per capire come è nato l'ambiente ricco di elementi di pianeti come la Terra. In particolare, i metalli più pesanti del nichel possono essere usati per tracciare eventi violenti come le fusioni binarie di stelle di neutroni.
Un gruppo di ricerca comprendente membri dell'Università di Tokyo, Università di Kyoto Sangyo, e NAOJ hanno utilizzato lo spettrografo nel vicino infrarosso WINERED sul telescopio Araki da 1,3 m presso l'Osservatorio Astronomico Koyama a Kyoto in Giappone per cercare segni di metalli pesanti in 13 stelle supergiganti e giganti. Grande, le stelle supergiganti e giganti luminose sono facili da osservare, anche lontano; e la luce infrarossa ha il vantaggio di poter essere ancora osservata nelle regioni in cui la materia interstellare blocca la luce visibile.
Ogni elemento presente in una stella produce una "firma" distinta nella luce della stella assorbendo specifiche lunghezze d'onda della luce. Il team ha confrontato lo spettro, le informazioni dettagliate sulla lunghezza d'onda, di ogni stella a librerie contenenti dozzine di linee di assorbimento teoricamente previste e ha scoperto che si potevano effettivamente osservare 23 linee prodotte da nove elementi che vanno dallo zinco al disprosio.
Sulla base di questi risultati, gli astronomi possono ora misurare i livelli di questi metalli pesanti in altre stelle per mappare la diversità chimica e l'evoluzione della Via Lattea e di altre galassie.
Lo studio, intitolato "Identificazione delle linee di assorbimento dei metalli pesanti nell'intervallo di lunghezze d'onda 0,97-1,32 μm, " è pubblicato nel Supplemento al giornale di astrofisica Serie l'8 gennaio 2020.
