放射性分子在恒星合并殘余中發(fā)現(xiàn)

使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)和北方擴(kuò)展毫米陣列(NOEMA)的天文學(xué)家首次明確檢測(cè)到星際空間中的放射性分子。觀測(cè)結(jié)果顯示，這種分子 - 一種單氟化鋁(26 AlF)的形態(tài)或同位素- 在兩顆恒星碰撞后被分散到太空中，這是一種罕見(jiàn)的宇宙事件，在1670年作為新星在地球上被見(jiàn)證。

當(dāng)兩顆類(lèi)似太陽(yáng)的恒星碰撞時(shí)，結(jié)果可能是一場(chǎng)壯觀的爆炸，并形成一顆全新的恒星。1670年從地球上看到過(guò)一次這樣的事件。它在觀察者看來(lái)是一顆明亮的紅色新星，現(xiàn)在被稱(chēng)為CK Vulpeculae。

雖然最初用肉眼可見(jiàn)，但這波宇宙光迅速消失，現(xiàn)在需要強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡才能看到這種合并的殘?。阂活w昏暗的恒星，周?chē)h(huán)繞著遠(yuǎn)離它的發(fā)光物質(zhì)光環(huán)。

此事件發(fā)生三個(gè)多世紀(jì)后，哈佛 - 史密森天體物理學(xué)天文學(xué)家TomaszKamiński及其合著者研究了這一爆炸性恒星合并的遺骸，并發(fā)現(xiàn)了鋁(26 Al)放射性同位素的清晰且令人信服的特征- 其中有一個(gè)平均值壽命為104萬(wàn)年 - 與氟原子結(jié)合，形成26個(gè) AlF。

這是第一個(gè)帶有不穩(wěn)定放射性同位素的分子，它在我們的太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了。

“這種放射性分子的第一次固體檢測(cè)是我們探索酷分子宇宙的一個(gè)重要里程碑，”Kamiński博士說(shuō)。

研究小組在距離地球2000光年的CK Vulpeculae周?chē)乃槠邪l(fā)現(xiàn)了這些分子的獨(dú)特光譜特征。

當(dāng)這些分子在空間中旋轉(zhuǎn)和翻滾時(shí)，它們會(huì)發(fā)出毫米波長(zhǎng)光的獨(dú)特指紋，這一過(guò)程被稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)過(guò)渡”。天文學(xué)家認(rèn)為這是分子檢測(cè)的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。

26 Al 的觀察結(jié)果為創(chuàng)造CK Vulpeculae的合并過(guò)程提供了新的見(jiàn)解。

它還表明，恒星的深層，密集的內(nèi)層，其中重元素和放射性同位素是偽造的，可以通過(guò)恒星碰撞被攪動(dòng)并投射到太空中。

Kamiński博士說(shuō)：“我們正在觀察三個(gè)世紀(jì)以前因撞擊而撕裂的一顆恒星的內(nèi)臟。”

天文學(xué)家還確定合并后的兩顆恒星的質(zhì)量相對(duì)較低，其中一顆是一顆紅巨星，其質(zhì)量介于太陽(yáng)的0.8到2.5倍之間。

由于具有放射性，26 Al會(huì)衰變變得更加穩(wěn)定，在這個(gè)過(guò)程中，原子核中的一個(gè)質(zhì)子會(huì)衰變成中子。在此過(guò)程中，激發(fā)的核發(fā)射出具有非常高能量的光子，我們將其視為伽馬射線。

以前，伽馬射線發(fā)射的檢測(cè)表明，在我們的銀河系中存在大約兩個(gè)26 Al的太陽(yáng)質(zhì)量，但是產(chǎn)生放射性原子的過(guò)程是未知的。

此外，由于檢測(cè)到伽馬射線的方式，它們的精確起源在很大程度上也是未知的。

然而，與此同時(shí)，科學(xué)家們得出的結(jié)論是，通過(guò)類(lèi)似于CK Vulpeculae的物體生產(chǎn)26 Al不太可能是銀河系中26 Al 的主要來(lái)源。

CK Vulpeculae 中26 Al 的質(zhì)量約為冥王星質(zhì)量的四分之一，鑒于這些事件非常罕見(jiàn)，它們極不可能是銀河系同位素的唯一生產(chǎn)者。這為進(jìn)一步研究這些放射性分子留下了空間。