Aluminium-26 in der galaxis

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