"Fluorhiány" nehezítheti a nóvarobbanások vizsgálatát

Nóvarobbanások olyan kettős csillagrendszerekben jöhetnek létre, ahol ez egyik komponens egy normál fősorozati csillag vagy vörös óriás, míg a másik komponens egy fehér törpecsillag. A nagyobbik csillagról (egy ún. akkréciós korongon keresztül) folyamatosan anyag áramlik át a fehér törpe felszínére, ahol - a növekedő nyomás és hőmérséklet hatására - egy adott pillanatban robbanásszerűen beindulnak a fúziós reakciók. A robbanás nem végzetes erejű a csillagkomponensek számára, így az egész folyamat újrakezdődik, s néhány évtizedtől néhány évezredig tartó időskálán ismétlődik.

A nóvarobbanások folyamatáról egyelőre eléggé hiányosak az ismereteink, így ezek az egzotikus objektumok napjaink asztrofizikai kutatásainak fontos célpontjai. A nóvák vizsgálatában jelentős szerepe van az elektromágneses spektrum legnagyobb energiájú tartományában működő gamma-űrtávcsöveknek, mivel a gamma-sugarakat a Föld légköre blokkolja, így detektálásuk csak a légkörön túl lehetséges. A nóvarobbanások során végbemenő elemi reakciók nagy mennyiségű gamma-fotont termelnek, azaz a nagyenergiájú sugárzás észlelése és analízise sokat elárulhat a robbanások fizikai részleteiről.

A szakemberek feltételezése alapján a nóvák által kibocsátott gamma-sugárzás jelentős része a fluor 18-as izotópjának köszönhető. A fluornak számos izotópja létezik, ezek közül azonban csak a 19-es (vagyis a 9 protont és 10 neutront tartalmazó) variáns stabil. A 18-as, 9-9 protonból és neutronból álló fluor atommag radioaktív, vagyis külső behatás nélkül, spontán módon elbomlik - felezési ideje kb. 110 perc. Az izotóp béta-bomlásakor pozitron keletkezik, ami egy környező elektronnal ütközve kölcsönös megsemmisüléshez, illetve egy gamma-foton kisugárzódásához vezet.

Egy európai kutatókból álló csoport nemrég annak a lehetőségére mutatott rá, mely szerint előfordulhat, hogy a 18-as fluor izotóp hozzájárulása mégsem annyira domináns a nóvák sugárzásában, mivel más reakciók hatására csökkenhet a kérdéses elemek részaránya. A francia, brit, belga és román tudósokat tömörítő konzorcium a ¹⁸F + p⁺ → ¹⁵O^- + ⁴He²⁺ reakció (ekkor a 18-as fluor izotóp protonnal ütközik, melynek hatására egy 15-ös oxigén izotóp és egy kétszeresen ionizált hélium atommag, más néven alfa-részecske jön létre) hatásfokát vizsgálta a belgiumi Louvain-la-Neuve Egyetem részecskegyorsítójának segítségével.

A szakemberek várakozásai beigazolódtak: a korábbiakban feltételezettnél jóval több ¹⁸F izotóp alakult át a reakció során. Ez azt jelenti, hogy a nóvarobbanások során a fluor izotópok által létrehozott gamma-sugárzás kisebb intenzitású lehet a vártnál, így az ebben a tartományban nóvák után kutató űrtávcsövek eredményessége is csökkenhet - vagyis könnyen előfordulhat, hogy más típusú kutatási módszerek kidolgozására lesz szükség a nóvák tulajdonságainak jobb megismeréséhez.

A nemrég felbocsátott Fermi/GLAST gamma-űrtávcső sem lesz annyira sikeres "nóvavadász", mint gondolták? (NASA)

A nemzetközi kutatócsoport eredményeit a Physical Review Letters c. folyóirat áprilisi száma mutatta be részletesen.

Forrás: ScienceDaily, 2009.04.30.