Titāna dioksīds vispirms tika atklāts kosmosā

Milzu zvaigzne īsi pirms viņa nāves saražoja lielus molekulas daudzumus

Plašs putekļu mākonis ieskauj VY CMa Lielā Suņa zvaigznājā, kas ir viena no lielākajām zināmajām zvaigznēm. Šīs milzu saules atmosfērā astronomi atrada molekulas TiO un TiO2. © NASA / ESA, R. Humphreys, CDMS / T. Kami &
lasīt skaļi

Pie mums uz zemes titāna dioksīds kalpo kā baltais pigments un nano piedeva sauļošanās līdzekļos. Tagad astronomi ir atklājuši šo molekulu kosmosā pirmo reizi. To producē viena no visu laiku zināmākajām zvaigznēm, zvaigzne VY Canis Majoris filmā Lielais suns. Astronomiem ir aizdomas, ka citas, diezgan vēsas zvaigznes dzīves cikla beigās lielos daudzumos rada titāna oksīdu un titāna dioksīdu. Viņiem pat var būt galvenā loma kā katalizatoriem sarežģītāku molekulu veidošanā kosmosā, pētnieki spekulē žurnālā "Astronomy & Astrophysics"

Vairāk nekā simts gadus astronomi novēroja, ka dažu zvaigžņu gaismas spektrā vienmēr ir redzamas titāna oksīda (TiO) raksturīgās īpašības. Faktiski šīs līnijas pat tiek izmantotas, lai klasificētu noteiktus zvaigžņu tipus ar zemu virsmas temperatūru (spektra tipi M un S). Pēc teorijas, šādas zvaigznes rada lielu daudzumu titāna oksīdu, kurus pēc tam ar zvaigžņu vēju pārvadā ārpusē. Tomēr nebija skaidrs, vai titāna dioksīds (TiO2) pastāv arī kosmosā. Šis savienojums ir pazīstams arī kā titāna baltais pigments, kā nanodaļiņas, šo molekulu izmanto daudzos produktos.

Milzu zvaigzne tieši pirms viņa nāves

Tagad astronomi kosmosā pirmo reizi ir atklājuši abas molekulas - titāna dioksīdu un titāna oksīdu. Pētot īpaši iespaidīgu zvaigzni, viņi saskārās ar abu savienojumu raksturīgo spektrālo signālu. VY Canis Majoris vai īsi: `VY CMa’ ir mainīga zvaigzne zvaigznājā Big Dog. "VY CMa nav parasta zvaigzne. Tā ir viena no lielākajām zvaigznēm, kuru mēs zinām, un tā ir tuvu savas dzīves beigām, "saka Tomašs Kamiņskis no Maksa Planka Radioastronomijas institūta (MPIfR). Šī zvaigzne ar Saules diametru no 1000 līdz 2000 reizēm gandrīz sasniegtu Saturna orbītu, ja to varētu ievietot mūsu Saules sistēmā.

Zvaigzne no tās virsmas izpūš lielu daudzumu materiāla, ap zvaigzni veidojot neregulāru putekļu miglāju. Tas kļūst redzams ar to, ka tajā esošās mazās putekļu daļiņas atspoguļo centrālās zvaigznes gaismu. Šāda miglāja sarežģītā struktūra gadu desmitiem ir bijusi noslēpums astronomiem. Tas rodas zvaigžņu vēja ietekmē, bet nav skaidrības par to, uz kā pamata balstās ļoti neregulārā struktūra un kādi procesi virza vēju. "VY CMa liktenis būs eksplodēt kā supernovai, bet mēs precīzi nezinām, kad tas patiesībā notiks, " saka Karls Mentens, MPIfR Pētniecības nodaļas Milimetru un submilimetru astronomijas vadītājs.

Submilimetru masīvs Havaju salās, kas ļāva atklāt jaunas molekulas ap VY CMa. N. Patels / SMA

Ne tikai putekļos, bet arī gāzē

Jaunie novērojumi tagad parāda, ka divi titāna savienojumi VY CMa tuvumā atrodas lielākos daudzumos apgabalos, kurus vairāk vai mazāk paredz šī teorija. "Viņiem ir tendence sakopoties putekļu daļiņu veidā, kuras pēc tam kļūst redzamas optiskajā vai infrasarkanajā, " saka Nimesh Patel no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra. Tomēr šķiet, ka zināma šo molekulu daļa neveido putekļus, bet tiek novērota gāzes fāzē. Iespējamais izskaidrojums ir tāds, ka putekļi tika iznīcināti apkārtējā miglā, un tāpēc titāna oksīds atkal ir atrodams gāzē. displejs

TiO un TiO2 atklāšana VY CMa spektrā tika veikta, izmantojot submillimeter masīvu (SMA), radiointerferometru uz Mauna Kea Havaju salās. Tā kā šis instruments savieno kopumā astoņas atsevišķas antenas, izveidojot virtuālu teleskopu ar diametru 226 metrus, astronomi varēja veikt mērījumus ar iepriekš nenodrošinātu jutīgumu un leņķisko izšķirtspēju. Jaunie atklājumi tika apstiprināti vēlāk, izmantojot IRAM institūta Plateau de Bure interferometru (PdBI) Francijas Alpos.

Tikko oficiāli tika atklāts jaunais Atacama lielo milimetru / subilimetra masīvs (ALMA) Čīlē. "ALMA ļaus izpētīt titāna oksīdus un citas molekulas VY CMa ar vēl labāku izšķirtspēju, " secina Tomasz Kamiński. “Paredzams, ka mūsu rezultāti ļaus daudz atklāt nākotnē.” (Astronomy & Astrophysics, 2013; doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201220290)

(Maksa Planka radioastronomijas institūts, 28.03.2013. - NPO)