Астрономы впервые нашли в межзвездном пространстве радиоактивную молекулу

Композитное изображение СК Лисички

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Kamiński; Gemini, NOAO/AURA/NSF; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton

Астрономы впервые достоверно зарегистрировали радиоактивные молекулы в межзвездном пространстве, сообщается в статье, принятой к публикации в журнале Nature Astronomy. Радиоактивной составляющей оказался изотоп алюминия-26. Наблюдения показали, что он попал в межзвездное пространство после столкновения двух звезд, в результате которого образовался остаток, известный как CK Лисички.

Объект СК Лисички был открыт в 1670 году: картезианский монах описал его как яркую красную «новую звезду» и в течение последующих лет она наблюдалась польским астрономом Яном Гевелием. Видимая вначале невооруженным глазом «новая» быстро слабела. Сейчас этот остаток слияния двух звезд, видимый как тусклая центральная звезда, окруженная разлетающимся в разные стороны от нее облаком светящегося вещества, различимым только в мощный телескоп.

Группа исследователей под руководством Томаша Камински (Tomasz Kamiński) из Гарвардского Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже наблюдала СК Лисички на антенных решетках ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array). Ученые зарегистрировали линии вращательного спектра, соответствующие изотопологу (молекуле, отличающаяся только по изотопному составу атомов) монофторида алюминия, который включает радиоактивный изотоп алюминия-26 (26AlF). В ходе вращательного движения в пространстве молекулы излучают на определенных длинах волн в миллиметровом диапазоне — этот процесс называется вращательным переходом. Этот переход считается в астрономии золотым стандартом регистрации молекул. При этом 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 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.

Это первый случай достоверной регистрации неустойчивой радиоактивной молекулы вне Солнечной системы. Неустойчивые изотопы обладают избыточной ядерной энергией и в конце концов распадаются с образованием устойчивых атомов. Открытие свидетельствует 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. Кроме того, астрономы смогли определить свойства звезд, в результате слияния которых родился объект CK Лисички. Это были некрупные светила с массами между 0,8 и 2,5 солнечных, причем одно из тел было красным гигантом.

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. Новые измерения впервые дали возможность астрономам со всей определенностью зарегистрировать неустойчивый радиоизотоп в составе молекул вне нашей Солнечной системы. При этом ученые не считают, что объекты типа СК Лисички могут быть основными поставщиками алюминия-26. Масса изотопа в CK Лисички примерно равна массе Плутона, а такие события, как столкновения звезд, происходят очень редко.

В 2016 году астрономы впервые нашли в космосе следы хиральных органических молекул в межзвездном пространстве. Поиск подобных соединений и важен для того, чтобы определить, почему подавляющее большинство биомолекул (белки, ДНК) состоят лишь из изомеров одного типа. В 2017 году ученые впервые обнаружили галогенорганические соединения,которые иногда предлагается использовать в качестве биомаркеров, в облаке газа, окружающего протозвезды.

Кристина Уласович

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.