Az eddigi legnagyobb szupernóva-robbanást figyelték meg

Az átlagos szupernóvák néhány nap, esetleg néhány hét alatt érik el maximális fényességüket, majd hónapos időskálán halványodnak vissza. Egy tavaly megfigyelt objektumnál azonban nem így történt. A különböző megfigyelések összevetése alapján inkább egy extrém nagytömegű csillag semmisült meg, minden korábban megfigyeltnél hatalmasabb robbanás keretében.

A 2006 őszén felfedezett SN2006gy jelű szupernóvának 70 nap kellett ahhoz, hogy teljesen felfényesedjen, majd több mint három hónapon keresztül fényesebb maradt minden korábban megfigyelt szupernóvánál. Nyolc hónap után még mindig olyan feltűnő volt, mint az átlagos szupernóvák a maximum környékén.

Mindezek alapján egy extrém nagy robbanást sikerült azonosítani a csillagászoknak. Az SN2006gy tőlünk 240 millió fényévre, a Perseus csillagképben lévő NGC 1260 jelű galaxisban lángolt fel. Az objektumot 2006. szeptember 18-án azonosították, majd földi távcsövekkel és űrteleszkóppal is megfigyelték. A Chandra röntgentávcső mérései alapján sikerült kizárni azt a lehetőséget, amely szerint egy viszonylag kistömegű fehér törpe semmisült meg a jelenségkor, és hidrogénben gazdag térségben felrobbanva adott volna le rendkívül intenzív sugárzást. A különböző megfigyelések összevetése alapján inkább egy extrém nagytömegű csillag semmisült meg, minden korábban megfigyeltnél hatalmasabb robbanás keretében.

A robbanás során néhány százszor több energia szabadult fel, mint egy átlagos szupernóva-robbanás keretében. Az esemény lezajlása is eltérhetett az átlagos szupernóváknál megszokott folyamatoktól. A "hagyományos" esetben a csillag magjában egyre nehezebb atommagok fuzionálnak, majd amikor a folyamat eljut a vasatommagokig, a folyamat véget ér, és nem termelődik több energia. Ennek hiányában az égitest összeomlik, és rövid idő alatt hatalmas energia szabadul fel - amely egy szupernóva-robbanásban testesül meg.

Az elméleti modellek alapján más a helyzet az extrém nagytömegű csillagoknál. Ha léteznek120-140 naptömegnél is nehezebb csillagok, azok magjában annyira magas hőmérséklet állhat elő, hogy mielőtt a fúziós folyamatok a fent vázolt szintig eljutnak, sok nagyenergiájú foton keletkezik. Ezek a gammafotonok az ún. párkeltés folyamata révén részecske-antirészecske párokat (főként elektronokat és pozitronokat) hoznak létre. Mivel az égitest magjában korábban a gammasugarak képviselték a "nyomást", amely megtartotta a külső rétegeket - ennek hiányában, az anyag-antianyag párkeltéssel párhuzamosan a külső rétegek a centrumba zuhannak. A bezuhanáskor még forróbb viszonyok jönnek létre, és változatos reakciók történnek, tovább fokozva a kataklizmát. Az eredmény egy rendkívül nagyenergiájú szupernóva-robbanás - amelynek keretében a csillag teljesen darabjaira hullik, még fekete lyuk sem marad utána.

Nathan Smith és David Pooley (University of California, Berkeley) vizsgálatai alapján a felrobbanó égitest egy ilyen extrém nagytömegű objektum volt. A megsemmisült csillag tömegét 100 és 200 naptömeg közöttire becsülik. Eszerint az objektum megközelíthette a csillagok elméletileg ma lehetséges, 150 naptömeg körüli maximális tömegét. Az ilyen extrém égitestek rendkívül ritkák lehetnek, a nagyságrendileg 200-400 milliárd csillagot tartalmazó Tejútrendszerben közel egy tucat ilyen égitest fordulhat elő.

További érdekesség, hogy a modellek alapján az ilyen szupernóva-robbanások arányában és abszolút mennyiségégében tekintve is több nehéz elemet hoznak létre, mint hagyományos társaik. Míg a becslések alapján az 56-os nikkelizotópból egy Ia típusú szupernóva kb. 0,6 naptömegnyit termel, ugyanebből a fenti robbanás keretében közel 20 naptömegnyi keletkezett.

A felvételen balra az NGC 1260 látható az infravörös tartományban, míg jobbra fent a Lick Obszervatórium képén a galaxis centruma és a szuperóva a figyelhető meg az optikai hullámhosszakon. Alatta ugyanez a Chandra felvételén a röntgentartományban látható (NASA, CXC, UC, Lick, Weiss, Smith, Bloom, Hansen)

Mindent összevetve tehát sikerült egy extrém nagy szupernóva-robbanást megfigyelni. Az észlelés további jelentősége, hogy a mai feltételezések alapján a Világegyetem első csillagai között sok hatalmas tömegű objektum volt. Ezek pedig gigászi robbanásaikkal a korábban feltételezettnél gyorsabban szórhatták tele környezetüket nehéz elemekkel. Az SN2006gy szülőcsillaga feltehetőleg még a robbanás előtt is sok anyagot veszített. Ehhez hasonló anyagvesztés figyelhető meg a 7500 fényévre lévő Eta Cariae csillag esetében, amelynek tömege 100 és 120 naptömeg közötti - elképzelhető, hogy egy napon a fentihez hasonló gigantikus robbanásban fog megsemmisülni.

A fentiek alapján a csillagfejlődés hagyományos képébe egy új utat is be kell illeszteni, amelyet az ilyen extrém nagytömegű égitestek képviselnek. Ezek hosszú időn keresztül elég erősen sugároznak ahhoz, hogy fényüket hatalmas távolságokból megfigyelhetjük. Jó eséllyel azonosíthatjuk tehát a fiatal Világegyetemből származó fényüket például a tervezett James Webb-űrteleszkóp segítségével.

Kereszturi Ákos