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.

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