eso1826tr — Bilim Bülteni

Yıldız Ölüsü Radyoaktif Moleküllerin Kökenini Ortaya Çıkardı

ALMA ile yapılan gözlemler CK Vulpeculae kalıntısında radyoaktif izotop alüminyum-26 buldu

30 Temmuz 2018

ALMA ve NOEMA’yı kullanan gökbilimciler yıldızlar-arası uzayda ilk kez bir radyoaktif molekül tespiti gerçekleştirdi. Molekülün radyoaktif kısmı alüminyumun bir izotopu. Gözlemler izotopun uzaya iki yıldızın çarpışması sonrasında CK Vulpeculae olarak bilinen kalıntıdan yayıldığını ortaya çıkardı. Bilinen bir kaynaktan şimdiye kadar ilk kez bu elementin doğrudan gözlemi yapılmış oldu. Bu izotopun daha önceki gözlemleri gama ışını tespitlerinde belirlenmiş olsa da bunların kaynakları bilinmiyordu.

Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, Cambridge, ABD) liderliğindeki ekip Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ve Kuzey Genişletilmiş Milimetre Dizgesi’ni (NOEMA) kullanarak radyoaktif izotop alüminyum-26’nın kaynağını bulmaya çalıştı. CK Vulpeculae olarak bilinen kaynak, ilk kez 1670 yılında görülmüştü ve o zamanlar parlak, kırmızı bir “yeni yıldız” şeklinde görülüyordu. İlk zamanlar çıplak gözle görülebiliyor olsa da, çabucak sönükleşti ve şimdi bu birleşmenin kalıtntısı olan sönük merkezi yıldızı ve ondan uzaklaşan parlak madde halesini görebilmek için güçlü teleskoplar gerekiyor.

İlk olay gözlendikten 348 yıl sonra bu yıldızsal birleşme patlamasının kalıntıları alüminyum-26 olarak bilinen alüminyumun radyoaktif haline dair açık ve ikna edici işaretleri ortaya çıkardı. Bu, Güneş Sistemi dışında tespit edilen ilk kararsız radyoaktif moleküldür. Kararsız izotopların çekirdeklerindeki fazla enerji sonunda bozunarak kararlı hale gelmelerini sağlar.

Yıldız-benzeri bir nesnede bu izotopun ilk kez gözlenmesi ayrıca daha geniş anlamda gökadanın kimyasal evrimi bakmından da önemlidir,” diyor Kamiński. “İlk kez bir aktif radyoaktif alüminyum-26 çekirdeği üreticisi doğrudan tespit edilmiş oluyor.

Kamiński ve ekibi Dünya’dan yaklaşık 2000 ışık yılı uzaklıkta bulunan CK Vulpeculae’yı çevreleyen enkaz içinde alüminyum-26 ve florinden (26AlF) oluşan moleküllerin eşsiz tayfsal sinyallerini tespit etti. Bu moleküller uzayda döndükleri ve yuvarlandıkları için dönme geçişi olarak bilien bir işlemle milimetre-dalgaboyunda ayırt edici bir ışık yaymaktadırlar. Gökbilimciler bunu molekülleri tespit etmek için kullanılan “altın standarda” benzetirler [2].

Bu özel izotopun gözlemi CK Vulpeculae’yi oluşturan birleşme sürecine dair yeni bakış açıları sağlamaktadır. Ayrıca ağır elementlerin ve radyoaktif izotopların oluştuğu yıldızın derin ve yoğun iç katmanlarının da  yıldızsal çarpışmalarla uzaya saçıldığını göstermektedir.

Üçyüz yıl önceki bir çarpışmayla parçalarına ayrılan bir yıldız gözlemliyoruz,” diye açıklıyor Kamiński.

Gökbilimciler ayrıca birleşen yıldızların görece düşük kütleye sahip olduklarını tespit etti, kırmızı deve dönüşen birinin kütlesi Güneş’in 0.8 ila 2.5 katı civarındaydı.

Radyoaktif olan alüminyum-26 daha kararlı olmak için bozunmaktadır ve bu süreçte çekirdekteki protonlardan biri bozunarak nötrona dönüşmektedir. Bu işlem sırasında uyarılan çekirdek çok yüksek enerjiye sahip bir foton yaymakta ve biz de bunu gama ışını olarak gözlemekteyiz [1].

Daha önceleri Samanyolu’nda iki güneş kütlesi kadar alüminyum-26 olduğu, tespit edilen gama ışın salınımlarıyla gösterilmişti, ancak radyoaktif atomları oluşturan süreçler bilinmemekteydi. Ayrıca, gama ışınlarının tespit edilme yöntemlerinden dolayı da bunların kökenleri büyük ölçüde belirsizdi. Bu yeni ölçümler sayesinde, gökbilimciler ilk kez kesin olarak Güneş Sistemi dışında bir molekül içinde kararsız bir radyo-izotop tespiti gerçekleştirmiş oldu.

Aynı zamanda, ekip CK Vulpeculae gibi nesnelerin Samanyolu içindeki alüminyum-26’nın ana kaynağı olamayacağı sonucuna vardı.  CK Vulpeculae içindeki alüminyum-26’nın miktarı yaklaşık olarak Pluto’nun kütlesinin dörtte biri kadar, ve bu olaylar oldukça nadir gerçekleştiği için, bunların Samanyolu içindeki tek izotop üreticileri olması pek olası görünmüyor. Bu ise bu radyoaktif moleküllerin gelecekteki araştırmalarına dair açık bir kapı bırakıyor.

Notlar

[1] Alüminyum-26 çekirdeğinde 13 proton ve 13 nötron bulunuyor (kararlı olan alüminyum-27’ye göre bir nötron daha az). Alüminyum-26 bozunduğunda magnezyum-26 gibi tamamen farklı bir elemente dönüşüyor.

[2] Moleküllerin kendilerine özgü izleri genellikle laboratuvar deneyleriyle elde ediliyor. 26AlF durumunda bu yöntem uygulanamıyor çünkü alüminyum-26 Dünya’da bulunmuyor. Bu nedenle Kassel Üniversitesi’nden/Almanya laboratuvar astrofizikçileri nadir bulunan 26AlF molekülüne ait hasas verileri elde edebilmek için kararlı ve bol bulunan 27AlF molekülüne dair iz verilerini kullandılar.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Astronomical detection of a radioactive molecule 26AlF in a remnant of an ancient explosion başlıklı bir makale olarak Nature Astronomy dergisinde yayımlanmak üzere sunulmuştur.

Araştırma ekibinde Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD), Romuald Tylenda (N. Copernicus Astronomical Center, Warsaw, Polonya), Karl M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Almanya), Amanda Karakas (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Avustralya), Jan Martin Winters (IRAM, Grenoble, Fransa), Alexander A. Breier (Laborastrophysik, Universität Kassel, Almanya), Ka Tat Wong (Monash Centre for Astrophysics, Melbourne, Avustralya), Thomas F. Giesen (Laborastrophysik, Universität Kassel, Almanya) ve Nimesh A. Patel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD) yer almaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 15 Üye Ülke: Avusturya, Belçika,  Çekya, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere ile ev sahibi Şili ve stratejik ortak Avustralya tarafından desteklenmektedir. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1250)
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

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

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

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1826.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1826tr
Adı:CK Vulpeculae
Tür:Milky Way : Star : Type : Variable : Nova
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Görüntüler

Radioactive molecules in the remains of a stellar collision
Radioactive molecules in the remains of a stellar collision
sadece İngilizce
Artist’s impression of stellar collision
Artist’s impression of stellar collision
sadece İngilizce
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
Artist's impression of radioactive molecules in CK Vulpeculae
sadece İngilizce
The position of Nova Vul 1670 in the constellation of Vulpecula
The position of Nova Vul 1670 in the constellation of Vulpecula
sadece İngilizce
Wide-field view of the sky around Nova Vul 1670
Wide-field view of the sky around Nova Vul 1670
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...