Остатки звезды CK Лисички раскрыли происхождение радиоактивных молекул

Наблюдения, проводимые с помощью Большой Атакамской Миллиметровой/субмиллиметровой решётки ALMA, позволили обнаружить изотоп алюминия-26 в остатках звезды CK Лисички (CK Vulpeculae). Это открытие является первым точным обнаружением радиоактивной молекулы в межзвёздном пространстве. Наблюдения показывают, что этот изотоп алюминия был рассеян в космическое пространство после столкновения двух звёзд, которые и оставили после себя объект в созвездии Лисички. Это — первый раз, когда непосредственное наблюдение этого элемента удалось провести по известному источнику. Все предыдущие идентификации этого изотопа основывались на выявлении гамма-лучей, но их точное происхождение было неизвестно.

Объект CK Лисички — остаток от столкновения двух звёзд. Именно здесь впервые был точно обнаружен изотоп алюминия-26. Источник: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Kamiński; Gemini, NOAO/AURA/NSF; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton

Команда учёных, возглавляемая Томашем Камински из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, использовала решётку ALMA и северную антенную решётку NOEMA, с помощью которых сумела обнаружить источник радиоактивного изотопа алюминий-26. Этот источник, известный под названием CK Лисички, впервые наблюдался в далёком 1670 году и в то время описывался наблюдателями как яркая, красная «новая звезда». И, хотя, первоначально её можно было наблюдать невооружённым глазом, она быстро исчезла, и сейчас для её изучения требуется помощь мощных телескопов. Именно они и показали, что остаток этого слияния сейчас выглядит как тусклая одинокая центральная звезда, окружённая ореолом раскалённого вещества, разлетающегося в стороны.

Спустя 348 лет после того, как люди впервые увидели это событие, с помощью наземных телескопов удалось установить, что остатки этого взрывоопасного слияния звёзд содержат в себе убедительные подписи радиоактивной версии алюминия, известной, как алюминий-26. Выходит так, что это первая нестабильная радиоактивная молекула, совершенно точно и ясно обнаруженная за пределами Солнечной системы. Нестабильные изотопы имеют избыток ядерной энергии и, в конечном счете, переходят в стабильную форму.

«Это первое наблюдение радиоактивного изотопа в звёздном объекте важно для нас и в более широком контексте химического развития галактики. Ещё раз повторю: нам впервые удалось обнаружить действующую фабрику по производству радиоактивного нуклида алюминия-26».

Камински и его команда обнаружили уникальную спектральную подпись молекул, состоящих из алюминия-26 и фтора (26AlF) в осколках, окружающих CK Лисички, которые расположились на расстоянии примерно 2000 световых лет от Земли. Поскольку эти молекулы вращаются и движутся сквозь космическое пространство, они испускают отличительный отпечаток на миллиметровых волнах света. Этот процесс известен как вращательный переход, астрономы считают его золотым стандартом для поиска молекул.

Характерные отпечатки молекул обычно регистрируются в лабораторных экспериментах. В случае с 26AlF этот метод не применим, потому что алюминий-26 не присутствует на Земле. Поэтому астрофизики из Университета Касселя использовали данные о стабильных и распространённых молекулах 27AlF, чтобы получить данные об изотопе 26.

Наблюдение именно за этим определённым изотопом обеспечивает свежее понимание процесса слияния, которые создал объект CK Лисички. Это также демонстрирует, что глубокие, плотные внутренние слои звезды, в которых образуются тяжёлые элементы и радиоактивные изотопы, могут быть перепутаны и выброшены в космос от столкновения со звездой. Астрономы также решили, что две звезды, которые слились в этом столкновении, имели относительно малую массу — одна вообще могла быть красным гигантом с массой где-то между 0.8 и 2.5 солнечных.

Будучи радиоактивным, алюминий-26 распадается в более стабильное состояние, и в результате этого процесса один из протонов переходит в нейтрон. Во время этого процесса активированное ядро испускает фотон с очень высокой энергией, которую мы наблюдаем в виде гамма-луча. Алюминий-26 в своём ядре содержит 13 протонов и 13 нейтронов (на один нейтрон меньше, чем стабильный изотоп алюминий-27). Когда он распадается, то становится магнием-26 — то есть абсолютно другим элементом.

Ранее, детектирование излучения гамма-лучей показало, что по всему Млечному пути рассредоточено такая масса алюминия-26, которая составляет примерно две массы Солнца. Но процесс, в результате которого образовались эти радиоактивные атомы, был неизвестен. Кроме того, из-за способа обнаружения гамма-лучей их точное происхождение также в основном было неизвестно. Благодаря новым измерениям астрономы окончательно обнаружили первый нестабильные радиоизотоп за пределами нашей Солнечной системы.

Но, вместе с этим, учёные пришли к заключению, что создание алюминия-26 космическими объектами, подобными CK Лисички, вряд ли является основным источником его возникновения в Млечном пути. Вся масса этого изотопа в остатках от слияния двух звёзд составляет примерно четверть массы Плутона, а, учитывая то, что эти события достаточно редки, очень маловероятно, что они являются единственными производителями изотопа алюминия-26 в Галактике. Можно сказать, что вопрос о дальнейших исследованиях в этой области остаётся открытым.

По информации Европейской Южной Обсерватории.

0

Автор публикации

не в сети 7 месяцев

Максим Коваленко

1
Комментарии: 0Публикации: 191Регистрация: 22-03-2018

Читайте также:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторизация
*
*
Войти с помощью: 
Генерация пароля