Szupernóva fog felragyogni a Nyíl csillagképben, ami nappal is látható lesz

Az elmúlt néhány évben a téli égbolt egyik tőlünk is jól látható csillagképében, az Orionban tündöklő vörös szuperóriás, a Betelgeuze gyakran került a hírek középpontjába. A Betelgeuze hirtelen elhalványulását ugyanis egyes asztronómusok szupernóva-robbanás közvetlen előjeleként értékelték, és noha azóta árnyaltabbá vált ez az álláspont, de az bizonyos, hogy kozmikus időskálán mérve viszonylag rövid időn belül ez a tőlünk 548 fényév távolságra fekvő és a Nap átmérőjénél 764-szer nagyobb hatalmas vörös óriás szupernóvaként fog felragyogni az égbolton. De egy friss felfedezés szerint a Nyíl (Sagitta) csillagképben található V Sagittae kettős rendszer olyan meggyőző „tüneteket” produkál, amelyek azt valószínűsítik, hogy a közeli jövőben – még a Betelgeuzét megelőzően – extrém fényes szupernóva-robbanást produkálhat.

A szupernóva-robbanás során elképesztő mennyiségű energia szabadul fel ( a kép művészi illusztráció) Fotó: Devianart

A szupernóva-gyanús szóban forgó rendszer a Nyíl (Sagitta) csillagképben a Földtől körülbelül 10 000 fényévnyire található V Sagittae kettős csillag, ami egy fehér törpéből és az áldozatául esett kísérőcsillag maradványából áll, amelyek elképesztő sebességgel, egy földi napon belül nagyjából kétszer kerülik meg egymást.

Szupernóva művészi ábrája  Fotó: AFP

Szupernóva villanhat fel a Nyíl csillagkép egyik kettős rendszerében

Az új kutatás és a fehér törpe közelgő katasztrofális sorsának feltárása adhat választ a V Sagittaéval kapcsolatos, a csillagászokat már 123 éve foglalkoztató kérdésre. „A V Sagittae nem mindennapi csillagrendszer – a maga nemében a legfényesebb, és az 1902-es felfedezése óta folyamatosan zavarba ejti az asztronómusokat” – mondja Phil Charles, a kutatócsoport tagja és a Southamptoni Egyetem kutatója, akit a Space.com csillagászati hírportál idéz.

 A nyári hazai égbolton is jól látható Nyíl (Sagitta) csillagkép a csillagtérképen    Fotó:  Torsten Bronger / Wikimedia Commons

 „Tanulmányunk azt mutatja, hogy ez a rendkívüli fényesség annak köszönhető, hogy a fehér törpe folyamatosan elszívja az anyagot a kísérőcsillagából, amit felhalmozva lángoló tűztengerré változtat” – magyarázza az asztrofizikus.

A fehér törpe állapot a csillagfejlődés egyik asztrofizikai értelemben jól behatárolható végső stádiuma. A fehér törpéket igen gyakran ovális vagy kerekded formájú planetáris köd veszi körbe , ami az ezt megelőző vörös óriás állapot, a gravitációs kollapszusban összeomlott és fehér törpévé vált csillag külső légkörének maradványa. Részecskefizikai szempontból a fehér törpe úgynevezett elfajult nagy nyomású anyagkoncentráció, amelyben az elektrongáz degenerált formában van jelen. A fehér törpe magjában már nem zajlik termonukleáris fúzió, csak a felhalmozott energiáját sugározza ki magából. Mivel a fehér törpék térfogata rendkívül kicsi – megközelítően Föld méretűek –, de a legnagyobbaknak is százszor kisebb az átmérőjük mint a Napnak azzal együtt, hogy nagyjából ezzel azonos tömegűek, ami miatt az anyaguk rendkívül sűrű és a gravitációjuk is roppant erős. A mi Napunk is fehér törpeként fogja befejezni az életét 5-6 milliárd év múlva, miután elégette a nukleáris fűtőanyagkészletét.

Az a folyamat, ami jelenleg a V Sagittae-rendszert alkotó fehér törpe és a kísérőcsillaga között zajlik, annyira intenzív, hogy ez belátható időn belül gigantikus termonukleáris robbanást fog előidézni a fehér törpe felszínén.

A Csiga planetáris köd közepén lévő apró csillag egy tipikus fehér törpe   Fotó: NASA/ESO

Termonukleáris, vagy más néven Ia kategóriájú szupernóva azoknál a szoros kettős rendszert alkotó kisebb tömegű csillagoknál alakulhat ki, ahol a rendszer egyik tagja egy fehér törpe. A fehér törpe hosszabb idő alatt annyi anyagot szívhat magába, hogy a tömege elérheti, illetve meghaladhatja az 1,4 naptömegnek megfelelő úgynevezett Chandrashekar-határt, és ekkor bekövetkezik a szupernóva-robbanás. A szoros kettős rendszerekben elvileg az is elképzelhető, hogy mindkét komponens fehér törpévé alakul, és egyre közelebb keringve egymáshoz összeütköznek, ekként lépve át a szupernóva-robbanáshoz szükséges Chandrashekar-határt.

A kutatócsoport szerint a V Saggitae fehér törpéje Ia típusú szupernóvaként fog felragyogni, méghozzá akkora intenzitással, 

hogy az éjszaki égbolton a magasan álló teliholdéval lesz egyenlő a fényessége, és még nappal is látható lesz. 

A kutatócsoport azonban valami egészen rendkívülit és mást is felfedezett a V Sagittae- rendszerben lévő fehér törpe által „ellopott” csillaganyaggal kapcsolatban.

Magát fogja elpusztítani a kannibál fehér törpe

A tudóscsoport a V Sagittae különös, erőszakos természetét a négy különálló teleszkóp alkotta Nagyon Nagy Teleszkóp (Very Large Telescope, VLT) segítségével tárta fel, ami a 2636 méter magas Cerro Paranal hegyen áll az észak-chilei Atacama-sivatagban. 

A Nagyon Nagy Telszkóp négy egysége a chilei Atacama-sivatagban  Fotó: Gerhard Huedepohl

A vizsgálat felfedezte, hogy a kannibál fehér törpe és az áldozata körül egy óriási gázhaló található, ami a kísérőcsillagtól ellopott anyagból áll. Mindez annak a hihetetlen mennyiségű energiának az eredménye, amit a fehér törpe termel a kettős rendszerben, miközben folyamatosan elszívja az anyagot a kísérőcsillagáról. 

Ez a hatalmas, rendszerszintű gázhaló arra utal, hogy a fehér törpe sokkal több anyagot ragad magához, mint amennyit „kezelni” tud. 

Ebből az következik, hogy ez az instabil helyzet bizonyosan nem fog sokáig kitartani, bár hogy mikor jön el a vég a gigantikus termonukleáris robbanás formájában a fehér törpe számára, az még nem látszik egészen biztosan.

A V Sagittae kettős rendszer művészi ábrája  Fotó: Space.com/Robert Lea

 „A fehér törpe nem tudja feldolgozni a forró ikercsillagáról átvándorló összes anyag tömegét, emiatt jött létre ezt a fényes kozmikus gyűrű” – mondja Pasi Hakala, a Turkui Egyetem munkatársa. 

Az a sebesség, amellyel ennek a pusztulásra ítélt csillagrendszernek a tagjai  vadul  keringenek egymás körül, és valószínűleg a rendkívüli fényesség is a küszöbönálló erőszakos vég jele

– véli a Turkui Egyetem csillagásza. „A fehér törpén felhalmozódó anyag feltehetően nóvakitörést fog okozni az elkövetkező években, melynek során a V Sagittae szabad szemmel is láthatóvá válik” – mondta Pablo Rodríguez-Gil, a spanyol Kanári-szigeteki Asztrofizikai Intézet munkatársa.

                       Egy Ia típusú szupernóvajelölt fantáziarajza: a fehér törpe (jobb oldalon, lent), anyagot szív el a felfúvódott, nagy méretű vörös óriás ritka légköréből                          Fotó: Wikimedia Commons

A nóva egy úgynevezett kataklizmikus változócsillag-típus, ami egy fehér törpéből és egy fősorozatbeli csillagból, vagy vörös óriásból álló kettős rendszerben bekövetkező robbanás. A nóvarobbanás során a rendszer nagyobb csillagának főként hidrogénből álló légköréből egy akkréciós korongon keresztül anyag áramlik a fehér törpe felszínére, a korong növekvő méretével arányosan egyre nagyobb sebességgel. Amikor a felhalmozódó hidrogéngáz elér egy bizonyos nyomást és hőmérsékletet, elindul a magfúzió és termonukleáris robbanás következik be. Ellentétben az Ia típusú szupernóva-robbanással, ami megsemmisíti a csillagot, az anyagáramlás sebességének függvényében a nóvák  periodikusan többször is megismétlődnek.

„De amikor a két csillag végül egymásba ütközik és felrobban, az egy olyan fényes szupernóva-robbanás lesz, hogy a Földről még nappal is látszani fog” – fűzi hozzá a spanyol asztrofizikus. Azt azonban naptárilag nem lehet pontosan megjósolni, hogy mikor fog felragyogni ez a rendkívül látványos égi jelenség.

Egy szupernóva-robbanás fázisai    Fotó: NASA/ESO

A tanulmány szeptember 11-én jelent meg a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society szaklapban, amely terjes terjedelmében és angol nyelven itt olvasható el.

A V Saggitae kettős rendszerben:

• a rendszer fehér törpéje nagy mennyiségű anyagot szív magához a nagyobb kísérőcsillagából,
• a megfigyelések szerint a fehér törpe felszínén felhalmozódó anyag kezdi elérni azt a kritikus tömeget,
• ami a nem túl távoli jövőben látványos szupernóva-robbanásként tűnhet fel az égbolton.