Durch die Analyse der Daten des Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE)-Teleskops hat ein internationales Team von Astronomen Cäsium in der Atmosphäre eines heißen Weißen Zwergs namens HD 149499B entdeckt. Der Fund, der am 3. November auf dem Preprint-Server arXiv gemeldet wurde, markiert das erste Mal, dass dieses Element in der Atmosphäre eines heißen Weißen Zwergs identifiziert wurde.
Weiße Zwerge (WDs) sind Sternkerne, die zurückbleiben, nachdem ein Stern seinen Kernbrennstoff erschöpft hat. Aufgrund ihrer hohen Schwerkraft sind sie dafür bekannt, Atmosphären aus reinem Wasserstoff oder reinem Helium zu haben. Ein kleiner Bruchteil der WDs weist jedoch Spuren schwererer Elemente auf.
Bisher wurden nur 18 Trans-Eisen-Elemente (mit einer Ordnungszahl größer als 28) in der Atmosphäre heißer weißer Zwerge identifiziert. Im Allgemeinen wurde festgestellt, dass diese Trans-Eisen-Elemente in WDs überreichlich vorhanden sind.
Jetzt berichtet eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Pierre Chayer vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, über den Fund von Cäsium (Cs) mit der Ordnungszahl 55 in der Atmosphäre von HD 149499B – einem hellen, heliumreichen Weißen Zwerg mit einer effektiven Temperatur von 49.500 K. Die Entdeckung ist das Ergebnis von Beobachtungen dieses Sterns mit FUSE zwischen 2000 und 2006.
„Wir berichten über den ersten Nachweis von Cäsium (Z = 55) in der Atmosphäre eines Weißen Zwergs. Etwa ein Dutzend Absorptionslinien von Cs IV, Cs V und Cs VI wurden im Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer-Spektrum des He- Rich White Dwarf HD 149499B“, schreiben die Forscher in der Veröffentlichung.
Insgesamt wurden im FUSE-Spektrum dreizehn Cäsiumlinien mit äquivalenten Breiten im Bereich von 2,3–26,9 mÅ nachgewiesen. Die Astronomen fügten hinzu, dass all diese Übergänge von niedrigen Energieniveaus im Bereich von zehntausend bis einigen zehntausend cm−1 stammen.
Laut den Autoren der Studie ist der Cäsiumnachweis in der Atmosphäre von HD 149449B nicht überraschend, da die Liste der in der Atmosphäre von WDs identifizierten Transeisenelemente seit dem Nachweis von Germanium im Jahr 2005 erheblich angewachsen ist.
Die Häufigkeit von Cäsium in der Atmosphäre von HD 149449B wurde mit –5,45 (Cäsium-zu-Helium-Häufigkeitsverhältnis) berechnet, was –3,95 in Bezug auf den Massenanteil entspricht. Dieses Ergebnis macht Cäsium zum am häufigsten vorkommenden Transeisenelement, das in HD 149499B beobachtet wird.
Die Forscher fassen die Ergebnisse zusammen und versuchen, die plausibelste Hypothese zu finden, die das Vorhandensein von Cäsium in der Atmosphäre dieses Weißen Zwergs erklärt.
„Die strahlende Levitation ist das plausibelste Naturphänomen, um ihre Anwesenheit zu erklären … Obwohl die strahlende Levitation die Interpretation der Quelle von Transeisenelementen erschwert, ermöglicht sie den Aufbau großer Mengen und damit den Nachweis dieser Elemente, die sonst würde nicht erkannt werden“, schlossen die Autoren des Papiers.
Mehr Informationen:
DetP. Chayer et al, Nachweis von Cäsium in der Atmosphäre des heißen He-reichen Weißen Zwergs HD 149499B, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2211.01868
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