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

                   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.