eso1826ru — Научный релиз

Раскрыто происхождение радиоактивных молекул

ALMA нашла радиоактивный изотоп алюминия-26 в остатке звезды CK Лисички

30 июля 2018 г., St.-Petersburg

При помощи телескопов ALMA и NOEMA астрономы впервые уверенно зарегистрировали радиоактивные молекулы в межзвездном пространстве. Радиоактивной частью молекул оказался изотоп алюминия. Наблюдения показали, что изотоп был рассеян в пространстве после столкновения двух звезд, остаток которого известен как объект CK Лисички. Это первое прямое наблюдение радиоактивного алюминия с отождествленным источником: ранее этот изотоп идентифицировался по гамма-излучению, источник которого не был достоверно установлен.

Группа исследователей под руководством Томаша Каминьски (Tomasz Kamiński) из Гарвардского Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже, США, зарегистрировала на антенных решетках ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array) источник излучения радиоактивного изотопа алюминия-26. Этот источник, изначально обозначенный CK Лисички, был открыт в 1670 году: в это время он описывался наблюдателями как яркая красная “новая звезда”. Видимая вначале невооруженным глазом, она быстро слабела. Сейчас этот остаток слияния двух звезд, видимый как тусклая центральная звезда, окруженная разлетающимся в разные стороны от нее облаком светящегося вещества, различим только в мощный телескоп.

Спустя 348 лет после наблюдения исходного события, исследование остатка этого происходившего в форме взрыва слияния двух звезд привело к ясной и убедительной регистрации излучения радиоактивного изотопа алюминия-26. Это первый случай уверенной регистрации неустойчивой радиоактивной молекулы вне Солнечной системы. Неустойчивые изотопы обладают избыточной ядерной энергией и в конце концов распадаются с образованием устойчивых атомов.

Первое наблюдение этого изотопа в звездообразном объекте важно и в более широком контексте химической эволюции Галактики”, – отмечает Каминьски. “Впервые прямо отождествлен активный источник радиоактивного нуклида алюминий-26.

Камински и его группа зарегистрировали уникальные спектральные особенности молекул, состоящих из алюминия-26 и фтора (26AlF), в окружающих CK Лисички остатках взрыва. В ходе вращательного движения в пространстве, эти молекулы излучают на определенных длинах волн в миллиметровом диапазоне – этот процесс называется вращательным переходом. Этот переход астрономы считают “золотым стандартом” регистрации молекул [2].

Наблюдения радиоактивного изотопа алюминия дают возможность по-новому взглянуть на событие слияния звезд, которое и породило объект CK Лисички. Они также свидетельствуют о том, что глубокие и плотные внутренние слои звезды, в которых рождаются тяжелые элементы и радиоактивные изотопы, при столкновениях звезд могут перемешиваться и выбрасываться в пространство.

Мы наблюдаем сейчас внутренности звезды, триста лет назад разорванные на части при столкновении”, – говорит Каминьски.

Астрономы определили, что две слившихся звезды, были сравнительно маломассивными, с массами между 0.8 и 2.5 солнечных, причем одна из звезд была красным гигантом. Расстояние до объекта составляет около 2000 световых лет.

Радиоактивный алюминий-26 распадается с образованием более устойчивого изотопа, в процессе чего один из протонов в его ядре превращается в нейтрон. При этом возбужденное ядро испускает фотон очень высокой энергии – гамма-фотон [1].

Из более ранних наблюдений гамма-излучения было известно, что в Млечном Пути имеется около двух солнечных масс алюминия-26, но как образуются эти радиоактивные атомы, было неясно. Более того, способ регистрации гамма-лучей не позволял точно установить источник их происхождения. Новые измерения впервые дали возможность астрономам со всей определенностью зарегистрировать неустойчивый радиоизотоп в составе молекул вне нашей Солнечной системы.

В то же время, однако, исследователи заключили, что объекты, подобные CK Лисички, вряд ли являются основными производителями алюминия-26 в Млечном Пути. Масса алюминия-26 в CK Лисички примерно равна массе Плутона, а такие события, как столкновения звезд, происходят очень редко. Поэтому очень маловероятно, что этот изотоп в Галактике образуется только таким путем. Требуются дальнейшие исследования этих радиоактивных молекул.

Примечания

[1] В ядрах алюминия-26 13 протонов и 13 нейтронов (на один нейтрон меньше, чем в устойчивом изотопе алюминия-27). При распаде алюминий-26 превращается в другой элемент: магний-26.

[2] Характерные спектральные особенности молекул обычно устанавливаются в ходе лабораторных экспериментов. Но в случае 26AlF этот метод неприменим, так как алюминия-26 на Земле не существует. Поэтому астрофизики из Кассельского университета в Германии использовали полученные в лаборатории спектральные линии устойчивых и в изобилии имеющихся на Земле молекул 27AlF, чтобы вывести из этих измерений точные спектральные характеристики редких молекул 26AlF.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье Astronomical detection of a radioactive molecule 26AlF in a remnant of an ancient explosion, которая будет опубликована в журнале Nature Astronomy.

Состав исследовательской группы: Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Romuald Tylenda (N. Copernicus Astronomical Center, Warsaw, Poland), Karl M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany), Amanda Karakas (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Australia), Jan Martin Winters (IRAM, Grenoble, France), Alexander A. Breier (Laborastrophysik, Universität Kassel, Germany), Ka Tat Wong (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Australia), Thomas F. Giesen (Laborastrophysik, Universität Kassel, Germany) и Nimesh A. Patel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 15 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1826.

О релизе

Релиз №:eso1826ru
Название:CK Vulpeculae
Тип:Milky Way : Star : Type : Variable : Nova
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2018NatAs...2..778K

Изображения

Радиоактивные молекулы в остатках столкновения звезд
Радиоактивные молекулы в остатках столкновения звезд
Столкновение звезд: глазами художника
Столкновение звезд: глазами художника
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
только на английском
Положение Nova Vul 1670 в созвездии Лисички
Положение Nova Vul 1670 в созвездии Лисички
Широкоугольный снимок области неба вокруг Nova Vul 1670
Широкоугольный снимок области неба вокруг Nova Vul 1670

Также смотрите наши