Molécula radioativa detectada no espaço pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica -  03/08/2018

Imagem artística da colisão de duas estrelas como as que deram origem à CK Vulpeculae. Uma fina camada de alumínio-26 (castanho) rodeia um núcleo de hélio. Apenas uma colisão com outra estrela pode dispersar esse alumínio-26 para o espaço. No canto inferior direito a estrutura interna de uma gigante vermelha antes da colisão. [Imagem: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello]

Molécula radioativa no espaço

Astrônomos fizeram a primeira detecção confiável de uma molécula radioativa no espaço interestelar.

A componente radioativa da molécula é uma versão instável do alumínio, um isótopo chamado alumínio-26.

As observações, feitas pelos radiotelescópios ALMA (Chile) e Noema (França), revelam que o isótopo se dispersou no espaço após a colisão de duas estrelas, colisão esta que deu origem a um resto estelar conhecido por CK Vulpeculae.

É a primeira vez que uma molécula radioativa instável é claramente detectada fora do Sistema Solar. Os isótopos radioativos têm um excesso de energia nuclear e decaem eventualmente para um estado estável, podendo inclusive se tornar outro elemento químico.

A CK Vulpeculae, situada a cerca de 2000 anos-luz de distância da Terra, foi inicialmente observada em 1670, quando apareceu no céu como uma "estrela nova", brilhante e vermelha. Apesar de inicialmente poder ser vista a olho nu, ela rapidamente desvaneceu e hoje são necessários telescópios potentes para observar os restos dessa fusão: uma estrela central tênue rodeada por um halo de matéria brilhante que se afasta da estrela.

"Esta primeira observação deste isótopo em um objeto do tipo estelar é também importante no contexto mais amplo da evolução química galáctica. Esta é a primeira vez que identificamos diretamente um produtor ativo do nuclídeo radioativo de alumínio-26," disse Tomasz Kaminski, coordenador dos trabalhos de observação.

Esta é a CK Vulpeculae, restos de uma colisão de estrelas que pôde ser vista a olho nu em 1670. [Imagem: ESO/L. Calçada]

Alumínio radioativo

Os radiotelescópios detectaram uma assinatura espectral única de moléculas compostas por alumínio-26 e flúor (²⁶AlF). À medida que os restos estelares giram e se deslocam no espaço, estas moléculas emitem uma "impressão digital" específica nos comprimentos de onda milimétricos, um processo conhecido por transição rotacional.

Os astrônomos consideram este procedimento a "norma de ouro" para a detecção de moléculas no espaço. Mas foi um pouco mais complicado desta vez porque o alumínio-26 não existe na Terra. Por isso, uma parte da equipe (da Universidade de Kassel, na Alemanha) usou dados das moléculas estáveis e abundantes de ²⁷AlF para derivar dados precisos da rara molécula ²⁶AlF.

A observação deste isótopo em particular demonstra que as camadas interiores, densas e profundas, de uma estrela, onde os elementos pesados e os isótopos radioativos são formados, podem agitar-se e ser lançadas para o espaço por colisões estelares. Não se conhecem processos naturais que possam ejetá-las em condições normais. "Estamos observando as 'entranhas' de uma estrela destruída por uma colisão há cerca de três séculos atrás," comentou Kaminski.

Como é radioativo, o alumínio-26 decai, tornando-se estável, e nesse processo um dos prótons do núcleo decai para um nêutron. Nesse momento, o núcleo excitado emite um fóton de alta energia, que é detectado sob a forma de um raio gama. Quando decai, o alumínio-26 transforma-se em magnésio-26, um elemento completamente diferente.

Bibliografia:

Astronomical detection of a radioactive molecule ²⁶AlF in a remnant of an ancient explosion
Tomasz Kaminski, Romuald Tylenda, Karl M. Menten, Amanda Karakas, Jan Martin Winters, Alexander A. Breier, Ka Tat Wong, Thomas F. Giesen, Nimesh A. Patel
Nature Astronomy
DOI: 10.1038/s41550-018-0541-x