Астрономы впервые нашли радиоактивную молекулу в космосе
Ученые впервые зафиксировали следы существования радиоактивных молекул в космосе, наблюдая за одной из самых необычных звезд в Млечном Пути, возникшей в результате столкновения двух других светил. Их выводы были представлены в журнале Nature Astronomy.
"По сути, нам удалось "вскрыть" внутренности звезды, разорванной на части три столетия назад, и найти в ней активный источник атомов одного из самых редких и короткоживущих изотопов алюминия. Открытие алюминия-26 в ее останках поможет нам лучше понимать то, как протекает химическая эволюция нашей Галактики", - рассказывает Томаш Камински (Tomasz Kaminski) из Гарвардского университета (США).
Вселенская пропажа
После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента - водород, гелий и следовые количества лития. Однако через 300 миллионов лет, когда появились первые звезды, начали появляться более тяжелые элементы, рожденные в ходе термоядерных реакций в недрах светил.
Сегодня ученые считают, что все элементы тяжелее железа, в том числе золото, уран, а также другие тяжелые и редкоземельные металлы, возникли по большей части в результате взрывов сверхновых, так как температура и давление внутри звезд слишком низки для их быстрого формирования.
С другой стороны, последние попытки оценить количество золота и других тяжелых элементов, порожденных сверхновыми, говорят о том, что последние формируют эти вещества крайне медленно. Это указывает на то, что в их рождении могли быть замешаны другие, более экзотические процессы, такие как столкновения нейтронных звезд.
Камински и его коллеги открыли еще один источник астрономических "металлов", непосредственно связанный с формированием Земли и других планет, наблюдая за одной из самых причудливых звезд галактики, светилом CK в созвездии Лисички.
Она представляет собой самую древнюю "новую звезду", которая была открыта и изучена профессиональными астрономами еще в конце 17 века. Под этим словом ученые понимают не действительно новые светила, а уже существующие звезды, чья яркость резко выросла и затем упала под воздействием каких-то внутренних процессов или взаимодействий с другими небесными телами.
В отличие от большинства других новых звезд, CK Vulpeculae вспыхнула в 1670 году не в результате взаимодействий между белыми карликами и обычными светилами, а из-за еще более катастрофического события - лобового столкновения двух небольших звезд.
Это "космическое ДТП" привело к взрыву, почти не уступающему по силе вспышке сверхновой, и рождению нового светила, небольшого красного или оранжевого карлика. Эта звезда была в несколько тысяч раз более тусклой, чем сама вспышка, длившаяся примерно два года, из-за чего CK Vulpeculae астрономы не могут найти до сих пор.
Фабрика изотопов
Как отмечает Камински, его команду интересовала не сама звезда, а светящаяся туманность, возникшая после взрыва. Внутри нее, как давно подозревают ученые, должно присутствовать огромное число редких изотопов разных элементов, возникших в момент столкновения светил, когда температуры и давления внутри их материи достигли рекордно высоких величин.
Особый интерес для ученых представляет алюминий-26, один из самых редких изотопов этого металла на Земле, не существующий в природе сегодня. Эта разновидность металла, как считают физики, формируется только во время взрывов сверхновых и в недрах сверхгорячих "косматых" светил, так называемых звезд Вольфа-Райе, и он очень быстро превращается в стабильный магний-26 за несколько миллионов лет после его рождения.
Первичная материя Солнечной системы, как показывают доли изотопов магния в материи древнейших метеоритов, содержала большие количества алюминия-26. Это поставило перед учеными одну из главных загадок истории формирования Земли и других планет - откуда взялся этот изотоп, были ли сверхновые его единственным источником и где могло родиться Солнце.
Камински и его коллегам удалось частично решить эту загадку, наблюдая за газопылевым "саваном" CK Vulpeculae при помощи микроволнового телескопа APEX, установленного на чилийском высокогорном плато Чахнантор. Как и его "большая сестра", обсерватория ALMA, он может следить за движением даже самых холодных и малочисленных молекул в подобных плотных скоплениях газа и пыли.
Как оказалось, внутри туманности, окружающей CK Vulpeculae, присутствует достаточно большое количество этого металла в виде молекул, содержащих в себе один атом алюминия-26 и фтора. Их общая масса, по словам астрофизиков, была достаточно большой - около 3,4 квинтильона тонн, что эквивалентно четверти массы Плутона.
Они, как отмечает Камински, стали первыми радиоактивными молекулами, которые ученым удалось найти в открытом космосе, и первым свидетельством того, что не весь алюминий-26 вырабатывается сверхновыми и горячими светилами. Дальнейшие наблюдения за этой необычной звездой, как надеются ученые, помогут понять, какую роль подобные столкновения звезд играют в химической эволюции Галактики и в формировании потенциально обитаемых планет.
