eso1826nb — Pressemelding

Stjernelik avslører opprinnelsen til radioaktive molekyler

Observasjoner gjort med ALMA finner den radioaktive isotopen aluminium-26 fra stjerneresten CK Vulpeculae

30. juli 2018

Astronomer har brukt ALMA og NOEMA til å gjøre den første observasjonen av et radioaktivt molekyl i det interstellare rom. Den radioaktive delen av molekylet er en isotop av aluminium. Observasjonene avslører at isotopen ble spredt ut i rommet etter kollisjonen mellom to stjerner, som etterlot en stjernerest kjent som CK Vulpeculae. Dette er første gang det er gjort en direkte observasjon av dette grunnstoffet fra en kjent kilde. Tidligere identifikasjoner av denne isotopen er kommet fra deteksjoner av gammastråler, men deres opprinnelse har ikke vært kjent.

Teamet, ledet av Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), brukte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) til å oppdage en kilde til den radioaktive isotopen aluminium-26. Kilden, kjent som CK Vulpeculae, ble først observert i 1670 og på den tiden så den ut som en lys, rød «ny stjerne» for observatørene. Selv om objektet først var synlig med det blotte øye, ble det raskt svakere, og det kreves nå kraftige teleskoper for å se restene av kollisjonen: en svak, sentral stjerne omgitt av en halo av glødende materiale som strømmer bort fra den.

348 år etter at den opprinnelige hendelsen ble observert, har restene etter denne eksplosive stjernesammenslåingen ført til den tydelige og overbevisende signaturen til en radioaktiv versjon av aluminium, kjent som aluminium-26. Dette er det første ustabile radioaktive molekylet som oppdages utenfor solsystemet. Ustabile isotoper har et overskudd av kjernefysisk energi og vil med tiden henfalle til en stabil form.

«Den første observasjonen av denne isotopen i et stjernelignende objekt er også viktig i den bredere konteksten av galaksers kjemisk evolusjon», bemerker Kamiński. «Dette er første gang en aktiv produsent av den radioaktive nukliden aluminium-26 er blitt identifisert direkte.»

Kamiński og hans team oppdaget den unike spektrale signaturen til molekyler som består av aluminium-26 og fluor (26AlF) i restene som omgir CK Vulpeculae, som befinner seg rundt 2000 lysår unna Jorden. Når disse molekylene spinner gjennom verdensrommet, sender de ut et karakteristisk fingeravtrykk av millimeter-bølgelengdet lys, en prosess kjent som rotasjonsovergang. Astronomer anser dette som «gullstandarden» for deteksjoner av molekyler [1]

Observasjonen av denne isotopen gir ny innsikt i sammenslåingsprosessen som skapte CK Vulpeculae. Observasjonen demonstrerer også at de dype, tette, indre lagene av en stjerne, der tunge grunnstoffer og radioaktive isotoper blir dannet, kan knuses opp og kastes ut i verdensrommet gjennom stjernekollisjoner.

«Vi observerer innvollene til en stjerne som ble revet fra hverandre av en kollisjon for tre århundrer siden», bemerker Kamiński.

Astronomene har også funnet ut at de to stjernene som kolliderte var av relativt lav masse, hvor den ene var en rød kjempe med en masse et sted mellom 0,8 og 2,5 ganger Solens masse.

Ettersom aluminium-26 er radioaktiv, vil stoffet henfalle for å bli mer stabilt. I denne prosessen henfaller et av protonene i kjernen til et nøytron. Under denne prosessen gir den eksiterte kjernen fra seg et foton med svært høy energi, som vi ser i form av en gammastråle [2].

Tidligere deteksjoner av gammastråleutslipp har vist at det finnes rundt to solmasser med aluminium-26 i Melkeveien. Men prosessen som skapte de radioaktive atomene har vært ukjent. Dessuten, på grunn av måten som gammastråler oppdages på, var den presise opprinnelsen til gammastrålene også i stor grad ukjent. Med disse nye målingene har astronomene for første gang oppdaget en ustabil radioaktiv isotop i et molekyl utenfor vårt solsystem.

Samtidig har teamet konkludert med at produksjonen av aluminium-26 av objekter som ligner på CK Vulpeculae, ikke er den viktigste kilden til aluminium-26 i Melkeveien. Massen av aluminium-26 i CK Vulpeculae er omtrent en fjerdedel av massen til Pluto. Og da disse hendelsene er så sjeldne, er det svært lite sannsynlig at de er de eneste produsentene av isotopen i Melkeveien. Dette lar døren stå åpen for videre studier av disse radioaktive molekylene.

Fotnoter

[1] De karakteristiske molekylære fingeravtrykkene er vanligvis tatt fra laboratorieforsøk. I 26AlF sitt tilfelle, er denne metoden ikke anvendelig fordi 26-aluminium ikke finnes på Jorden. Astrofysikere fra Universitetet i Kassel/Tyskland brukte derfor fingeravtrykksdata for stabile og rikelige 27AlF-molekyler for å utlede nøyaktige data for det sjeldne 26AlF-molekylet.

[2] Aluminium-26 inneholder 13 protoner og 13 nøytroner i kjernen (ett nøytron mindre enn den stabile isotopen aluminium-27). Når det henfaller, blir aluminium-26 til magnesium-26, et helt annet grunnstoff.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «Astronomical detection of a radioactive molecule 26AlF in a remnant of an ancient explosion» som kommer i tidsskriftet Nature Astronomy.

Teamet bestod av Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Romuald Tylenda (N. Copernicus Astronomical Center, Warsaw, Polen), Karl M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), Amanda Karakas (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Australia), Jan Martin Winters (IRAM, Grenoble, Frankrike), Alexander A. Breier (Laborastrophysik, Universität Kassel, Tyskland), Ka Tat Wong (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Australia), Thomas F. Giesen (Laborastrophysik, Universität Kassel, Tyskland) og Nimesh A. Patel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Tomasz Kamiński
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, Massachusetts, USA
E-post: tomasz.kaminski@cfa.harvard.edu

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1826 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1826nb
Navn:CK Vulpeculae
Type:Milky Way : Star : Type : Variable : Nova
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Bilder

Radioaktive molekyler i restene etter en stjernekollisjon
Radioaktive molekyler i restene etter en stjernekollisjon
Kunsterisk fremstilling av stjernekollisjon
Kunsterisk fremstilling av stjernekollisjon
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
kun på engelsk
Posisjonen til Nova Vul 1670 i stjernebildet Reven
Posisjonen til Nova Vul 1670 i stjernebildet Reven
Vidvinkelbilde av himmelen rundt Nova Vul 1670
Vidvinkelbilde av himmelen rundt Nova Vul 1670

Se også