Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa tallentaneet jälkiä radioaktiivisten molekyylien olemassaolosta avaruudessa, tarkkaillessaan Linnunradan epätavallisimpia tähtiä, joka johtuu kahden muun valaisimen törmäyksestä. Heidän havaintonsa esiteltiin Nature Astronomy -lehdessä.
”Itse asiassa onnistuimme” avaamaan”kolme vuosisataa sitten hajotetun tähden sisätilat ja löytämään siitä aktiivisen atomin lähteen yhdestä harvinaisimmista ja lyhyimmän ikäisyyden alumiinin isotoopeista. Alumiini-26: n löytö jäännöksissä auttaa meitä ymmärtämään paremmin, kuinka galaksiamme kemiallinen kehitys etenee”, kertoo Tomasz Kaminski Harvardin yliopistosta (USA).
Ekumeeninen menetys
Ison räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeudessa oli vain kolme elementtiä - vety, helium ja pienet määrät litiumia. Kuitenkin 300 miljoonan vuoden kuluttua, kun ensimmäiset tähdet ilmestyivät, alkoi ilmaantua raskaampia elementtejä, jotka syntyivät lämpöydinreaktioiden aikana tähtien suolistossa.
Tutkijoiden mielestä kaikki rautaa raskaammat elementit, mukaan lukien kulta, uraani ja muut raskaat ja harvinaiset maametallit, ovat lähtöisin suurelta osin supernoova-räjähdyksistä, koska lämpötila ja paine tähteiden sisällä ovat liian alhaiset, jotta ne voivat muodostua nopeasti.
Toisaalta viimeaikaiset yritykset arvioida supernoovien tuottamaa kullan ja muiden raskaiden elementtien määrää viittaavat siihen, että jälkimmäiset muodostavat nämä aineet erittäin hitaasti. Tämä osoittaa, että muihin eksoottisempiin prosesseihin, kuten neutronitähtien törmäyksiin, voi olla liittynyt heidän syntymäänsä.
Kaminski ja hänen kollegansa löysivät toisen tähtitieteellisten "metallien" lähteen, joka liittyi suoraan maan ja muiden planeettojen muodostumiseen, tarkkailemalla yhtä galaksin omituisimmista tähtiä, tähtitaivaan tähtikappaletta Käärepuran tähdistössä.
Mainosvideo:
Se on vanhin "uusi tähti", jonka ammattilaiset tähtitieteilijät löysivät ja tutkivat 1700-luvun lopulla. Tällä sanalla tutkijat eivät tarkoita oikeasti uusia valaisimia, vaan jo olemassa olevia tähtiä, joiden kirkkaus kasvoi jyrkästi ja joutui sitten joidenkin sisäisten prosessien tai vuorovaikutuksen vaikutuksesta muiden taivaankappaleiden kanssa.
Toisin kuin useimmissa muissa novoissa, CK Vulpeculae räjähti vuonna 1670 ei valkoisten kääpiöiden ja tavallisten tähtien vuorovaikutuksen seurauksena, vaan vielä katastrofaalisemman tapahtuman - kahden pienen tähden törmäyksen seurauksena.
Tämä "kosminen onnettomuus" johti räjähdykseen, joka oli melkein yhtä suuri kuin supernoovan räjähdys, ja uuden tähden, pienen punaisen tai oranssin kääpiön syntymiseen. Tämä tähti oli useita tuhansia kertoja heikompi kuin itse puhkeaminen, joka kesti noin kaksi vuotta, minkä vuoksi tähtitieteilijät eivät löydä CK Vulpeculae -tuotetta toistaiseksi.
Isotooppitehdas
Kuten Kaminski toteaa, hänen ryhmäänsä ei kiinnostanut tähti itse, vaan räjähdyksen jälkeen syntynyt hehkuva sumu. Sen sisällä, kuten tutkijat ovat pitkään epäilleet, siellä on oltava valtava määrä harvojen eri elementtien isotooppeja, jotka syntyivät valaisimien törmäyshetkellä, kun niiden aineiden lämpötilat ja paineet saavuttivat ennätyksellisen korkeat.
Tutkijoille kiinnostaa erityisesti alumiini-26, joka on tämän maan metallin harvinaisimpia isotooppeja, jota ei ole nykyään luonnossa. Tämäntyyppinen metalli muodostuu fyysikkojen mukaan vain supernoova-räjähdyksissä ja erittäin kuumien "matalaisten" valaisimien, ns. Wolf-Rayet-tähtien, suolistossa, ja se muuttuu nopeasti stabiiliksi magnesium-26: ksi usean miljoonan vuoden ajan syntymänsä jälkeen.
Aurinkokunnan pääaine, kuten osoittaa magnesiumisotooppien osuus muinaisissa meteoriiteissa, sisälsi suuria määriä alumiinia-26. Tämä asetti tutkijoille yhden tärkeimmistä mysteereistä maapallon ja muiden planeettojen muodostumisen historiassa - mistä tämä isotooppi on kotoisin, oliko supernoovat sen ainoa lähde ja missä aurinko olisi voinut syntyä.
Kaminsky ja hänen kollegansa onnistuivat ratkaisemaan tämän mysteerin osittain tarkkailemalla CK Vulpeculaen kaasun ja pölyn "vaippaa" APEX-mikroaaltoteleskoopin avulla, joka oli asennettu Chilen Chahnantorin korkealle tasangolle. Kuten "iso sisko", ALMA-observatorio, se pystyy seuraamaan myös kylimpien ja pienimpien molekyylien liikettä tällaisissa tiheissä kaasu- ja pölyvarastoissa.
Kuten kävi ilmi, CK Vulpeculae -ympäristössä on melko suuri määrä tätä metallia molekyylien muodossa, jotka sisältävät yhden alumiini-26-atomin ja fluorin. Heidän kokonaismassa oli astrofysiikkojen mukaan melko suuri - noin 3,4 kvintillitonnia, mikä vastaa neljäsosaa Pluton massasta.
Ne, kuten Kaminsky toteaa, olivat ensimmäisiä radioaktiivisia molekyylejä, jotka tutkijoiden onnistui löytää avaruudessa, ja ensimmäiset todisteet siitä, että supernoovat ja kuumat tähdet eivät tuota kaikkea alumiini-26: ta. Tämän epätavallisen tähden lisähavainnot, tutkijoiden toivovat, auttavat ymmärtämään, mikä merkitys tällaisilla tähtien törmäyksillä on galaksin kemiallisessa evoluutiossa ja mahdollisesti asuttavien planeettojen muodostumisessa.