Астрономы впервые нашли радиоактивные молекулы в космосе

Радиоактивной частью молекул оказался изотоп алюминия, сообщается на официальном сайте обсерватории ESO.

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 из Гарвардского Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже 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 как 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 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. Дело в том, что 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. Впервые прямо отождествлен активный источник радиоактивного нуклида алюминий-26", – отмечает Каминьски.

Каминьски 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.

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.

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.