Döbbenetes új felfedezés a szupernóvákról

Egy új és a maga nemében egyedülálló észlelés, aminek először sikerült egy felrobbanó csillag szupernóvává válásának a legkorábbi fázisát is rögzítenie, mindeddig ismeretlen és teljesen váratlan jelenséggel szembesült. A döbbenetes eredményt produkáló megfigyeléssorozat ugyanis első alkalommal tudta feltárni egy szupernóva valódi alakját, ami merőben mást mutatott, mint amire az eddigi modellek alapján számítottak a csillagászok.

Mindenkit meglepett, amit az SN 2024ggi katalógusjelű szupernóvánál figyeltek meg Fotó: ESO/L. Calçada Forrás: Ilf Science

Döbbenetes dolgot észleltek a csillagászok az egyik élete végén járó csillag szupernóva-robbanásának minden eddiginél részletesebb megfigyelése során.

Döbbenetes látvány, amikor  élete végén egy csillag szupernóvaként robban fel (művészi ábra). Fotó: AFP

Döbbenetes, hogy mit láttak a csillagászok a gigantikus szupernóva-robbanás pillanatában

A csillagászoknak a Föld egyik legerősebb és legnagyobb felbontású teleszkópjával első alkalommal sikerült megfigyelnie a szupernóva-robbanás legkorábbi fázisát, ami nem várt eredményt hozott. Az Európai Déli Obszervatórium nagyon nagy távcsövével (ESO VLT) csillagászok egy csoportjának mindössze 26 órával a 2024. április 10-én történt felfedezése után sikerült alaposan megvizsgálni az SN 2024ggi katalógusjelű szupernóvát. 

Az Európai Déli Obszervatórium, ahol a rendkívüli szupernóva-robbanást megfigyelték. Fotó: Gerhard Huedepohl/ESO

Miután Yi Yang, a pekingi Tsinghua Egyetem adjunktusa felfedezte az éppenhogy fellobbanó szupernóvát, rögtön felvette a kapcsolatot az Európai Déli Obszervatóriummal és azt javasolta, hogy a VLT-t fordítsák azonnal a frissen felragyogó szupernóvára. Ennek köszönhető, hogy most először sikerült részleteiben is végigkövetni egy szupernóva rövid életének szinte az összes fázisát. Kiderült, hogy amikor az SN 2024ggi  felrobbant, 

az előzetes várakozással szemben nem gömb alakot, hanem sokkal inkább egy olajbogyóra emlékeztető ellipszoid formát mutatott.

                      Az NGC 3621 galaxis, amelyben az SN 2024ggi katalógusjelű szupernóva felragyogott. A kép alsó részén, a körrel jelzett terület közepén látható a szupernóva. 
Fotó: ESO/European Southern Observatory

 „Az első VLT-megfigyelések azt a fázist rögzítették, amikor a csillag középpontja közelében bekövetkezett termonukleáris robbanás által felgyorsított anyag átszáguldott a csillag felszínén. Néhány órán keresztül a csillag geometriáját és a robbanását együtt lehetett megfigyelni” – mondta Dietrich Baade, a tanulmány társszerzője és az ESO németországi csillagásza, akit az Ilf Science tudományos hírportál idéz.

Egy távoli szupernóva-robbanás emlékét őrzi az ujjunkon viselt aranygyűrű is

A szupernóva-állapot a Napnál nagyobb tömegű csillagok élete végén bekövetkező olyan óriási erejű termonukleáris robbanás, melynek során a csillag luminozitása, vagyis egy meghatározott időtartamon belül kibocsátott összsugárzása néhány hónapig elérheti egy átlagos, vagyis 80–100 milliárd csillagból álló galaxis fényességét. 

                   Az NGC 4526 spirálgalaxisban fellángolt SN 1994D Ia típusú szupernóva (balra lent). 
Fotó: NASA/ESA

Azt, hogy egy csillag az élete végén szupernóvává válik-e, vagy pedig fehér törpévé zsugorodik-e össze, a csillag tömege, az úgynevezett Chandrasekhar-határ határozza meg.

A Chandrasekhar-határ a fehér törpe csillagok maximális tömeghatára, ami 3-10 a harmincadikon kilogramm, azaz 1,44 naptömeg. Ez a csillag magjának tömegére vonatkozó határérték határozza meg azt, hogy a csillag az élete végén fehér törpévé válik-e, vagy pedig szupernóvaként szétrobban. Ezt az elméleti határt először Subrahmanyan Chandrasekhar indiai asztrofizikus számította ki.

A szupernóva-robbanás során a csillag ledobja a külső rétegeit, amelyek hidrogénnel, héliummal és nehezebb elemekkel telítik a környezetét. Ha a szupernóva-robbanás lökéshulláma eléri és összenyomja a felrobbanó csillag kozmikus környezetében található csillagközi gáz és porködöt, ebben elindíthatja új csillagok és bolygók kialakulását, továbbá a hidrogénnél nehezebb elemekkel szennyezheti be az intersztelláris ködöt. A Napban, illetve a Föld kérgében található és a lítiumnál nehezebb elemek léte is annak köszönhető, hogy a távoli múltban, a Naprendszer keletkezésekor szupernóva-robbanás történt a közelünkben. 

Egy szupernóva-robbanás művészi ábrája. Fotó: Devianart

Az olyan nehézfémelemek, mint például az ezüst és az arany csak és kizárólag bizonyos típusú szupernóva-robbanás során alakulhatnak ki,

így az az aranygyűrű, amit az ujjunkon viselünk, tulajdonképpen egy régmúltban történt csillagkatasztrófa emléke. 

A szupernóvák rövid idő alatt többször tíz a negyvennegyediken joule energiát képesek felszabadítani, ami körülbelül annyi, mint amennyit a Nap az egész élete során – mintegy 9–10 milliárd év alatt – sugároz ki. A szupernóvákat annak alapján, hogy a korai robbanásuk színképében kimutatható-e a hidrogén, két nagyobb csoportba, az I-es és a II-es szupernóvák osztályába sorolják az asztrofizikusok.

Ellentmond az eddigi modelleknek, amit megfigyeltek a csillagászok

Mivel a szupernóvák által kidobott anyag gömb alakban tágul és a csillagok is gömb formájú forgástestek, mindeddig azt feltételezték, hogy a gravitációs kollapszustól összeomló vörös óriások egy olyan kisebb térfogatú, de ugyancsak gömb formájú csillaggá zsugorodnak össze, amelyek magjában a gravitációs összeomlás miatt kialakuló extrém nyomás és hőmérséklet miatt következik be a szupernóva-robbanás. „Az összeomlás hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, és ez okozza a szupernóva-robbanást. A pontos részletek azonban bizonytalanok, ezért is számít annyira értékesnek az SN 2024ggi megfigyelése” – hangoztatja Dietrich Baade, a tanulmány társszerzője. 

A megfigyelési adatok szerint a szupernóva nem gömb, hanem ellipszis alakú. Fotó: ESO/L. Calçada via SWNS

Az a tény, hogy a szupernóva-robbanás nem gömb alakú, mint ahogy az az eddigi ismereteink alapján várható lett volna, néhány lehetséges szupernóva-keletkezési modellt bizonyosan negligál, de egyben utat nyithat más lehetséges modellek megalkotása előtt. „A nagy tömegű csillagok élete befejeződésének az eddigiektől jobb megértése az új felfedezésnek köszönhetően már a kezünkben van” – hangsúlyozza az ESO csillagásza. „Ez a felfedezés nemcsak átalakítja a csillagrobbanásokról alkotott ismereteinket, hanem azt is bemutatja, hogy mit lehet elérni, ha a tudomány átlépi a határokat” – mondja Ferdinando Patat, a tanulmány egyik társszerzője és az ESO asztrofizikusa. „Erőteljes emlékeztető arra, hogy a kíváncsiság, az együttműködés és a gyors cselekvés mélyreható ismereteket tárhat fel az univerzumot formáló fizikáról.”

A Science Advances tudományos folyóiratban 2025. november 12-én megjelent tanulmány itt olvasható el teljes terjedelmében, angol nyelven.

Az SN 2024ggi katalógusjelű szupernóva:

• az eddig legrészletesebben megfigyelt szupernóva-robbanás,
• amit a legnagyobb felbontású földi teleszkóp segítségével,
• a jelenség legelső fázisától sikerült végigkövetni,
• melynek során kiderült, hogy a szupernóva nem gömb, hanem elnyújtott ellipszis formájú,
• ami a hagyományos modellekkel nem magyarázható meg.