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Ungewöhnliche Entdeckung: Radioaktives Molekül verblüfft Astronomen

Im Sternsystem CK Vulpeculae sind einst zwei Sterne zusammengestoßen. Eine kuriose chemische Verbindung hilft nun dabei, den Crash zu rekonstruieren.
Klassische Nova

Astronomen haben Hinweise auf ein ungewöhnliches Molekül außerhalb des Sonnensystems entdeckt: Es enthält das radioaktive Isotop Aluminium-26, womit die Forscher erstmals handfeste Hinweise auf einen radioaktiven Stoff im fernen Weltall aufgespürt haben wollen. Offenbar driften viele der Atome in einem 2000 Lichtjahre von der Erde entfernten Sternsystem namens CK Vulpeculae durchs All. Dort kollidierten in der Vergangenheit vermutlich zwei unterschiedlich schwere Sterne, Experten sprechen von einer »roten Nova«.

Ihr Licht erreichte die Erde bereits im Jahr 1670. Aber erst seit Kurzem verfügt die Menschheit über die Instrumente, um die Überbleibsel der heftigen Explosion genauer zu analysieren. So entdeckten Astronomen schon vor einigen Jahren zwei Wolken aus Staub und Gas rund um den Stern, der aus dem Crash hervorging. Sie erstrecken sich über das 430-Fache der Entfernung Erde-Sonne und scheinen eine eher ungewöhnliche Zusammensetzung zu haben.

Nun haben Wissenschaftler um Tomasz Kamiński vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge genauer hingeschaut, und zwar mit Hilfe des Submillimeter-Observatoriums ALMA. Dabei stießen sie auf eine Strahlungssignatur, die charakteristisch für das Molekül Aluminium(I)-fluorid ist, berichtet das Team im Fachmagazin »Nature Astronomy«. Aluminium-26 ist Teil der chemischen Verbindung. Es hat eine sehr große Halbwertszeit von mehr als einer Million Jahre – es ist also nur sehr schwach radioaktiv.

Überbleibsel einer roten Nova
CK Vulpeculae | In diesem aus mehreren Aufnahmen zusammengesetzten und eingefärbten Bild sind die blasenartigen Gaswolken (rot) zu sehen. Dort geben Aluminum-Fluorid(I)-Moleküle Strahlung ab. Die blau eingefärbten Wolken enthalten vermutlich andere Moleküle, die Aufnahmen stammen vom Gemini-Observatorium.

Den Forschern zufolge ist das seltene Isotop vermutlich entstanden, als sich im Verlauf der Nova die äußere Schicht eines der zwei kollidierenden Sterne entzündete, Experten sprechen von Wasserstoffbrennen. Dabei erreichte eine Region über dem Heliumkern des roten Riesensterns vermutlich Temperaturen von mehr als 30 Millionen Grad. Bei einer solchen Hitze können in einem nuklearen Schmelzofen unter anderem schwere Magnesiumisotope entstehen, die sich in Aluminium-26 umwandeln.

Durch den Zusammenstoß mit dem Partnerstern wurde dieses Material letztlich nach außen geschleudert, weshalb es die Astronomen heute mit Messinstrumenten wie ALMA beobachten können. Für Astrophysiker ist der Fund spannend, da sie bereits in der Vergangenheit indirekte Hinweise auf substanzielle Mengen Aluminium-26 im Weltall entdeckt haben. Rote Novae wie die von CK Vulpeculae finden aber möglicherweise nicht oft genug statt, um diese Reservoirs zu erklären. Es gibt also vermutlich noch andere Quellen, die Wissenschaftler bisher jedoch nicht ausfindig machen konnten.

31/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 31/2018

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