Para zderzających się gwiazd wyrzuciła w kosmos izotop promieniotwórczy

Astronomowie dokonali pierwszej pewnej detekcji radioaktywnej cząsteczki w przestrzeni międzygwiezdnej: izotopowej postaci monofluorku glinu (26AlF). Nowe dane zebrane z udziałem radioteleskopów ALMA i NOEMA ujawniły, że ten radioaktywny związek został wyrzucony w kosmos przez zderzenie dwóch gwiazd - niezwykle rzadkie wydarzenie, które było widziane na Ziemi jako nowa z roku 1670.

Gdy zderzają się dwie gwiazdy podobne do Słońca, rezultatem może być spektakularna eksplozja i powstanie zupełnie nowej gwiazdy. Jedno z takich zdarzeń było obserwowane w roku 1670. Ludziom wydawało się wówczas, że widzą na niebie jasną, czerwoną, zupełnie nową gwiazdę. Choć początkowo była ona dobrze widoczna gołym okiem, jej blask szybko osłabł. Dziś można ją dostrzec już tylko z pomocą największych teleskopów. Pozostałością gwiezdnego mergera jest dość ciemna gwiazda centralna otoczona aureolą świecącego materiału, znana dziś jako CK Vulpeculae (CK Vul)

Mniej więcej 348 lat po tym wydarzeniu astronomowie pracujący w obserwatorium ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) i wykorzystujący dodatkowo radioteleskop NOEMA (Northern Extended Millimeter Array) dokładniej zbadali tę pozostałość. Odkryli, że występuje w niej wyraźna  i przekonująca sygnatura należąca do radioaktywnej wersji aluminium (26Al, czyli atomu z 13 protonami i 13 neutronami) związanej z atomami fluoru i w efekcie tworzącej tzw. 26-glinowy monofluorek (26AlF). Jest to pierwsza cząsteczka z niestabilnym izotopem promieniotwórczym, jaką dotychczas wykryto poza Układem Słonecznym. Niestabilne izotopy mają nadwyżkę energii jądrowej i ostatecznie po pewnym czasie rozpadają się do swojej stabilnej, mniej radioaktywnej formy. W tym przypadku 26Al rozpada się do stabilnego izotopu magnezu (26Mg).

Zdaniem Tomasza Kamińskiego, astronoma z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge, głównego autora pracy opublikowanej właśnie w Nature Astronomy, to ważny kamień milowy w eksploracji chłodnego Wszechświata molekularnego.

Naukowcy wykryli unikalną sygnaturę spektralną tych cząsteczek w pozostałościach otaczających CK Vul, w odległości około 2000 lat świetlnych od Ziemi. Molekuły te wirują w przestrzeni, przez co emitują charakterystyczny “odcisk palca” światła obserwowanego na falach milimetrowych, w procesie tak zwanych przejść rotacyjnych. Dzięki ich detekcji astronomowie są w stanie identyfikować poszczególne cząsteczki w kosmosie.

Obserwacja tego konkretnego izotopu daje im świeży wgląd w proces łączenia się gwiazd, który doprowadził do powstania CK Vul. Pokazuje również, że głębokie i gęste, wewnętrzne warstwy gwiazdy, w których powstają ciężkie pierwiastki i radioaktywne izotopy, mogą być wyrzucane daleko w przestrzeń w wyniku takich zderzeń. Astronomowie ustalili również, że dwie połączone gwiazdy miały stosunkowo niskie masy, przy czym jedna z nich była czerwonym olbrzymem o masie z zakresu 0,8 do 2,5 mas Słońca.

 

Czytaj więcej:


Źródło: NRAO

Na obrazku: Schemat budowy gwiazdy (czerwonego olbrzyma) wchodzącej niegdyś w skład obecnej pozostałości CK Vulpeculae. Źródło: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello