Ytterbium är ett av fyra grundämnen i det periodiska systemet som uppkallats efter Ytterby gruva i Stockholms skärgård. Grundämnena upptäcktes för första gången i det svarta mineralet gadolinit som först identifierades av Carl Axel Arrhenius i Ytterby gruva 1787.

Ytterbium är intressant eftersom det har ett tudelat kosmiskt ursprung. Forskarna tror att hälften kommer från tunga stjärnor med relativt korta liv medan den andra hälften kommer från mer normaltunga stjärnor, ungefär som solen, som skapar ytterbium i slutskedet av sina relativt långa liv. I en ny studie, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Astronomy & Astrophysics, kan ett internationellt forskarlag lett från Lund kasta nytt ljus på det interstellära grundämnets utvecklingshistoria.

– Genom att studera stjärnor som bildats vid olika tider i Vintergatan har vi kunnat undersöka hur snabbt ytterbiumhalten ökat i galaxen. Det vi har lyckats med är att lägga till relativt unga stjärnor i kartläggningen, säger Martin Montelius, astronomiforskare i Lund vid tiden för studien, nu verksam vid University of Groningen.

Ytterbium har spekulerats kastas ut i rymden genom supernovaexplosioner, stjärnvindar och planetariska nebulosor. Där ansamlas det i stora rymdmoln från vilka nya stjärnor kan bildas. Genom att undersöka spektra av hög kvalitet av ett 30-tal stjärnor i solens omgivning kunde forskarna presentera kartläggningen som ger viktigt experimentellt stöd för teorin om ytterbiums kosmiska ursprung. Framförallt visar den att ytterbium till stor del verkar komma just från supernovaexplosioner.

– Instrumentet vi använde är en superkänslig spektrometer som heter IGRINS och som kan detektera infrarött ljus i hög upplösning. Det användes på två teleskop i södra USA, ett i Arizona och ett i Texas, säger Martin Montelius.

Eftersom ytterbiumanalysen är gjord i infrarött ljus kommer även de stora områdena av Vintergatan som ligger bakom ogenomträngligt stoft nu att kunna studeras. Infrarött ljus kan lätt ta sig igenom stoftet precis som det röda ljuset från en solnedgång kan ta sig genom jordatmosfären.

– Vår studie öppnar upp för möjligheten att kartlägga omfattande delar av Vintergatan som tidigare varit outforskade. Det innebär att vi kommer att kunna jämföra utvecklingshistorien i olika delar av galaxen, säger Rebecca Forsberg, astronomidoktorand vid Lunds universitet.

Förutom Lunds universitet har följande organisationer och lärosäten deltagit i arbetet: Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Malmö University, Ege University, GLOBE Institute University of Copenhagen, NASA Ames Research Center, Gemini Observatory/NOIRLab, McDonald Observatory, The University of Texas, Austin.

Studien publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics: ”Chemical Evolution of Ytterbium in the Galactic Disk”