Nghiên cứu kim loại nặng có thể giúp theo dõi lịch sử các thiên hà

Những quan sát mới dựa trên danh mục này sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu được các sự kiện như sự hợp nhất sao neutron nhị phân đã ảnh hưởng đến thành phần hóa học và sự tiến hóa của thiên hà Milky Way, các thiên hà khác như thế nào.

Ngay sau Vụ nổ Big Bang, vũ trụ chỉ chứa hydro và heli. Các yếu tố khác được hình thành sau đó thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao hoặc các sự kiện bạo lực như siêu tân tinh hoặc sáp nhập sao neutron nhị phân.

Tuy nhiên, chi tiết của các quy trình khác nhau và đóng góp tương đối của chúng vẫn chưa được hiểu rõ. Hiểu rõ hơn về sự tiến hóa hóa học của các thiên hà là điều quan trọng để hiểu môi trường nguyên tố phong phú của các hành tinh như Trái đất ra đời như thế nào. Cụ thể, các kim loại nặng hơn niken có thể được sử dụng để theo dõi các sự kiện bạo lực như sáp nhập sao neutron nhị phân.

Một nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên từ Đại học Tokyo, Đại học Kyoto Sangyo và NAOJ đã sử dụng máy quang phổ cận hồng ngoại WINERED trên Kính viễn vọng Araki 1,3 m tại Đài quan sát thiên văn Koyama ở Kyoto Nhật Bản để tìm kiếm dấu hiệu của kim loại nặng ở 13 ngôi sao siêu lớn và khổng lồ. Những ngôi sao lớn, siêu sáng và khổng lồ rất dễ quan sát, thậm chí ở rất xa; và ánh sáng hồng ngoại có lợi thế là nó vẫn có thể được quan sát ở các khu vực nơi các vật chất liên sao dù có ngăn chặn ánh sáng nhìn thấy.

Mỗi phân tử có trong một ngôi sao tạo ra một "chữ ký" riêng biệt trong ánh sáng của ngôi sao, bằng cách hấp thụ các bước sóng ánh sáng cụ thể. Nhóm nghiên cứu đã so sánh quang phổ, thông tin bước sóng chi tiết của từng ngôi sao với hàng chục dòng hấp thụ được dự đoán theo lý thuyết và phát hiện ra rằng, 23 dòng hấp thụ được tạo ra bởi chín nguyên tố từ kẽm thực sự có thể được quan sát.

Dựa trên những kết quả này, các nhà thiên văn học hiện có thể đo mức độ của các kim loại nặng này trong các ngôi sao khác, để lập bản đồ sự đa dạng hóa học và sự tiến hóa của Milky Way và các thiên hà khác.