Aluminium-26 in der galaxis
Werbung
Energiedifferenz in Kiloelektronvolt Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik / SuW-Grafik 1,0 Blauverschiebung 0,5 von anderen Methoden bestimmen. Da­ bei vergleichen wir die gemessene Menge an Aluminium-26 mit den Vorhersagen Energie = 1,809 Megaelektronvolt von Populationssynthese-Modellen. Die­ se Modelle geben an, wie viel Aluminium 0 zu welchem Zeitpunkt in einer Sterngrup­ pe mit einer bestimmten Stern­po­pu­la­tion -0,5 -1,0 produziert wird. Vergleicht man nun den Rotverschiebung 90° gemessenen Wert mit den Vorhersagen, galaktisches Zentrum so lässt sich das Alter der Sterngruppe er­ mitteln. 60° 30° 0° 330° 300° galaktische Länge 270° Wie hoch ist die Supernovarate? Mit Hilfe des Spektrometers SPI (The Das Bild zeigt die Rotationssignatur der Galaxis für das Vorkommen von Spectrometer aboard INTEGRAL) an Bord Aluminium-26. Die flächige Verteilung (grün und rot) stammt von 3-D-Mo- von INTEGRAL ließ sich die Menge an dellrechnungen, die drei Messwerte mit Fehlerbalken hat INTEGRAL Aluminium bestimmen. Insgesamt be­ bestimmt. Sie spiegeln die Relativgeschwindigkeit zur Erde als Rot- und finden sich rund zwei Sonnenmassen ra­ Blauverschiebung wider – durch den Dopplereffekt erniedrigte und erhöhte dioaktives Aluminium-26 in unserer Ga­ Energie. laxie (siehe Bild S. 28). Aus der Theo­rie ist bekannt, wie viel Aluminium durch eine Supernova in das interstellare Me­ dium gelangt. Daher gibt die galaxien­ Zum Nachdenken weite Gesamtmasse jenes Alu­mi­nium­ Aluminium-26 in der Galaxis Supernova-Explosionen in der Milch­ I Dabei ist t26 die mittlere Lebensdauer des Al-26 mit t1/2 t26 ln 2. restrische Physik in Garching und seine mindestens acht Sonnenmassen, so Aufgabe 2: Welche Masse M26 an Al-26 hundert liegt. Der mittlere zeitliche Ab­ ex­plodiert er schließlich als Superno­ wird in der Galaxis in unserer Epoche stand zwischen zwei Supernovae liegt va. Dabei gelangen auch die schweren durch Nachlieferungen per Supernova- demnach bei 65 Jahren. Elemente aus dem Sterninneren in die Um­gebung. Unter ihnen ist auch das Ex­plo­sio­nen stän­dig aufrechterhalten? Die Masse eines Al-26-Atoms ist m26 pernova in der Milchstraße im Jahr 1604 radioaktive Alu­mi­nium­iso­top Al-26. 25,987 u mit der atomaren Massenein­ von Kepler beobachtet wurde, ist eine Su­ Von ihm stammt die zweit­in­ten­sivs­te heit u 1,6605 10 –27 kg. Man gebe das pernova in unserer Heimatgalaxie längst Emissionslinie im Gammastrahlenbe­ Ergebnis in Vielfachen der Sonnenmas­ überfällig. Dies gilt selbst unter Berück­ reich nach der Annihilationsstrahlung se MA 1,989 1030 kg an. sichtigung der beiden seinerzeit un­be­ n massereichen Sternen entstehen die schweren chemischen Elemente. iso­tops Aufschluss darüber, wie viele straße zu erwarten sind. Roland Diehl vom Max-Planck-Institut für extrater­ Hat der Stern eine Ausgangsmasse von Forschungsgruppe fanden heraus, dass die Rate bei 1,54 Su­pernovae pro Jahr­ Bedenkt man nun, dass die letzte Su­ ob­ach­te­ten Explosionen der Superno­ von Positronen und Elektronen. Aufgabe 1: Aus Daten des Gamma­ Aufgabe 3: Man berechne die galakti­ . sche Supernovarate nSN Y26/m26 un­ strahlensatelliten HEAO 3 ermittelten ter der Voraussetzung, dass in der Zeit die Forscher eine Gesamtemissivität des Al-26 in der Galaxis von Q26 4,8 t1/2 die Hälfte des Al-26 nachproduziert . werden muss: m26 (1/2) M26/t1/2. Der Frauke Alexander ist Doktorandin in der 1042 Photonen/s. Die Annahme scheint aus Modellrechnungen bekannte, bei hung an der Universitäts-Sternwarte Mün- vernünftig, dass die beobachtete Strah­ Supernova-Explosionen chen. Sie forscht über die Gammaemission lungsmenge einen Gleichgewichtszu­ Masseanteil des Al-26 beträgt: Y26 Axel M. Quetz 1,4 10 –4 MA. stand darstellt: Es zerfallen im Mittel freigesetzte vae Cassiopeia A (etwa 1680) und SNR G1.9+0.3 (etwa 1868). Abteilung Junge Sterne und Sternentste- von Alu­mi­nium in der Sternassoziation Scorpius-Centaurus. ebenso viele Aluminium-26-Atome wie durch Supernova-Explosionen nachge­ Ihre Lösungen senden Sie bitte bis zum liefert werden. Die Halbwertszeit des Al-26 ist: t1/2 7,17 105 Jahre. Man be­ 15. Juni 2013 an: Redak­tion SuW – Zum rechne die mittlere Erzeugungsrate MPIA-Campus, Kö­nigstuhl 17, D-69117 N26 Q26 t26 von Al-26 der Galaxis, wo­ Hei­­del­berg. Fax: 06221 528377. bei je ein Zerfall mit der Aussendung Einmal im Jahr werden unter den erfolg­­ reichen Lösern Preise verlost: siehe S. 109 eines Photons einem Atom entspricht. 30 Juni 2013 Nach­denken, Haus der As­tro­no­mie, Literaturhinweis Diehl, R.: Nuclear-Astrophysics Lessons from INTEGRAL. In: Reports on Progress in Physics 76, 026301, 2013. arXiv:1302.3441v1 Sterne und Weltraum
