Quando due stelle simili al Sole si scontrano, il risultato può essere un'esplosione spettacolare e la formazione di una stella completamente nuova. Uno di questi eventi è stato visto dalla Terra nel 1670. È apparso agli osservatori come un luminoso, rossa "nuova stella". Sebbene inizialmente visibile ad occhio nudo, questa esplosione di luce cosmica svanì rapidamente e ora richiede potenti telescopi per vedere i resti di questa fusione:una debole stella centrale circondata da un alone di materiale incandescente che scorre via da essa.

Circa 348 anni dopo questo evento, un team internazionale di astronomi utilizzando i radiotelescopi Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e NOEMA (Northern Extended Millimeter Array) ha studiato i resti di questa esplosiva fusione stellare, nota come CK Vulpeculae (CK Vul), e ha scoperto il chiaro e firma convincente di una versione radioattiva dell'alluminio ( 26 Al, un atomo con 13 protoni e 13 neutroni) legato con atomi di fluoro, formando 26-monofluoruro di alluminio ( ²⁶ AlF).

Questa è la prima molecola recante un radioisotopo instabile rilevato definitivamente al di fuori del nostro sistema solare. Gli isotopi instabili hanno un eccesso di energia nucleare e alla fine decadono in uno stabile, forma meno radioattiva. In questo caso, il 26-alluminio (26Al) decade a 26-magnesio ( ²⁶ mg).

"Il primo rilevamento solido di questo tipo di molecola radioattiva è un'importante pietra miliare nella nostra esplorazione dell'universo molecolare freddo, " ha detto Tomasz Kamiński, un astronomo dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, Messa., e autore principale di un articolo apparso in Astronomia della natura .

I ricercatori hanno rilevato la firma spettrale unica di queste molecole nei detriti che circondano CK Vul, che è circa 2, 000 anni luce dalla Terra. Mentre queste molecole ruotano e rotolano nello spazio, emettono un'impronta distintiva di luce a lunghezza d'onda millimetrica, un processo noto come "transizione rotazionale". Gli astronomi considerano questo il "gold standard" per le rilevazioni molecolari.

Queste caratteristiche impronte molecolari vengono solitamente prese da esperimenti di laboratorio e quindi utilizzate per identificare le molecole nello spazio. Nel caso di 26AlF, questo metodo non è applicabile perché 26-alluminio non è presente sulla Terra. Gli astrofisici di laboratorio dell'Università di Kassel/Germania hanno quindi utilizzato i dati delle impronte digitali stabili e abbondanti ²⁷ Molecole di AlF per ricavare dati accurati per i rari ²⁶ Molecola di AlF. "Questo metodo di estrapolazione si basa sul cosiddetto approccio Dunham, " ha spiegato Alexander Breier del team di Kassel. "Permette ai ricercatori di calcolare con precisione le transizioni rotazionali di ²⁶ AlF con una precisione che va ben oltre le esigenze degli osservatori astronomici."

L'osservazione di questo particolare isotopolo fornisce nuove informazioni sul processo di fusione che ha creato CK Vul. Dimostra anche che il profondo, densi strati interni di una stella, dove si forgiano elementi pesanti e isotopi radioattivi, può essere agitato e lanciato nello spazio da collisioni stellari. "Stiamo osservando le viscere di una stella lacerata tre secoli fa da una collisione, " osservò Kamiński. "Quanto è bello?"

Gli astronomi hanno anche determinato che le due stelle che si sono fuse erano di massa relativamente bassa, con uno che è una stella gigante rossa con una massa compresa tra 0,8 e 2,5 volte quella del nostro Sole.

"Questa prima osservazione diretta di questo isotopo in un oggetto simile a una stella è importante anche nel più ampio contesto dell'evoluzione chimica galattica, " ha osservato Kamiński. "Questa è la prima volta che un produttore attivo del nuclide radioattivo ²⁶ Al è stato identificato direttamente con l'osservazione".

È noto da decenni che esiste un valore di circa tre Soli interi ²⁶ Al si è diffuso in tutta la Via Lattea. Ma queste osservazioni, realizzato a lunghezze d'onda dei raggi gamma, poteva solo identificare che il segnale era lì; non riuscivano a individuare le singole fonti e non era chiaro come gli isotopi fossero arrivati ​​lì.

Con le attuali stime sulla massa di ²⁶ Al in CK Vul (circa un quarto della massa di Plutone) e il raro verificarsi di fusioni come questa, sembra piuttosto improbabile che le fusioni siano le uniche responsabili di questo materiale radioattivo galattico, concludono gli astronomi.

Però, ALMA and NOEMA can only detect the amount of ²⁶ Al bound with fluorine. The actual mass of ²⁶ Al in CK Vul (in atomic form) may be much greater. It is also possible that other merger remnants may have far greater amounts. Astronomers may also have underestimated the current merger rates in the Milky Way. "So this is not a closed issue and the role of mergers may be non-negligible, " speculated Kamiński.