В атмосфере белого карлика впервые обнаружили цезий

Международная группа астрономов под руководством Пьера Чайера (Pierre Chayer) из Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScI) впервые обнаружила цезий (Cs) в атмосфере горячего белого карлика HD 149499B. Об открытии сообщается в препринте, опубликованном на сайте arXiv.

HD 149499B является богатым гелием ярким белым карликом с эффективной температурой 49 500 кельвинов, который находится на расстоянии около 37 парсек (120 световых лет). Наблюдения за звездой были проведены в период с 2000 по 2006 год с помощью орбитального космического телескопа FUSE (англ. Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer). Астрономы выявили дюжину линий поглощения Cs IV, Cs V и Cs VI.

Содержание цезия-55 в атмосфере HD 149449B было определено как -5,45 (логарифм отношения содержания цезия к гелию), что соответствует массовой доле -3,95. Это делает цезий самым распространенным элементом тяжелее железа, наблюдаемым в этом белом карлике. По словам ученых, обнаружение цезия в атмосфере HD 149449B неудивительно, поскольку список трансжелезных элементов, найденных у белых карликов, значительно расширился после выявления германия более 15 лет назад, и цезий стал девятнадцатым в этом ряду.

Содержание цезия у HD 149449B в 125 тысяч раз больше, чем у Солнца. Поскольку белые карлики обладают сильной гравитацией, должен существовать механизм, препятствующий оседанию этого химического элемента на поверхность звезды. У горячего белого карлика таким механизмом является радиационная левитация — явление, которое происходит при поглощении фотонов атомами тяжелых элементов, что отталкивает их прочь.

Звездные модели предсказывают, что трансжелезные элементы возникают в результате медленного захвата нейтронов более легкими элементами у звезд главной последовательности малой и средней массы. Точное определение источника цезия затруднительно из-за диффузных процессов, такие как гравитационное оседание и радиационная левитация, которые стирают историю содержания элементов в атмосферах звезд. Однако гипотеза медленного захвата нейтронов предсказывает, что у белых карликов должен быть обнаружен элемент технеций.

Согласно гипотезе, этот элемент перемещается из более глубоких областей атмосферы и демонстрировать изобилие, если ускорение под воздействием излучения равно ускорению свободного падения. В конечном итоге технеций пропадает из атмосферы, однако его исчезновение может быть задержано радиационной левитацией.