Szupernóva: húsz naptömegű csillag robbant fel gigantikus erővel, különös jelenséget produkálva

A kínai Einstein-űrteleszkóp még idén márciusban egy furcsa és nagy energiájú röntgenfelvillanást detektált, amit világszerte nagy teljesítményű teleszkópokkal vettek célba a csillagászok. A jelenségről gyorsan bebizonyosodott, hogy egy hatalmas haldokló csillag utolsó pillanatait, egy szupernóva-robbanást figyelhettek meg az asztronómusok, méghozzá soha nem látott részletességgel.

A szupernóva-robbanások az univerzum nagy energiájú eseményei Forrás: Space.com

A Vera C. Rubin Obszervatórium történetesen éppen azt területet (balra) figyelte, ahol a szupernóva felvillant   Fotó:  NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory

„A legérzékenyebb berendezésekkel végzett utólagos megfigyelések nem találtak bizonyítékot a gamma-kitörésekre" – mondja Brendan O'Connor, a Carnegie Mellon Egyetem asztrofizikusa és a tanulmány egyik társszerzője, akit a Live Science tudományos hírportál idéz. „Az egyik lehetőség az, hogy a sugárnyalábot 'megfojtotta' a csillag felszíne, vagy a csillagot körülvevő anyag” – magyarázza az asztrofizikus.

Azt is sikerült rekonstruálni, hogy milyen lehetett a csillag és környezete a robbanás előtt

A Chilében felállított Rubin teleszkóp véletlenül fedezte fel ezt a különleges csillagrobbanást, amikor az égboltnak a csillagászok által COSMOS Deep Drilling Field-ként emlegetett területét vizsgálta. 

„A Rubin teleszkóp gyors ritmusának és példátlan érzékenységének köszönhetően a folyamatos megfigyelések várhatóan igen részletes és hosszú távú adatokat szolgáltatnak arról, ahogy a szupernóva az elkövetkező hónapokban változni fog” – áll a tudóscsoport közleményében.

Egy szupernóva (a képan balra alul) luminozitása elérheti a galaxisa fényességét  Fotó: NASA

A szupernóvák a Napnál nagyobb tömegű csillagok élete végén bekövetkező rendkívüli energiájú robbanások, melynek során a felrobbanó csillag luminozitása néhány hónapon keresztül egy egész galaxis fényességével vetekedhet. Egy szupernóva-robbanás során annyi energia szabadul fel, mint amennyit a Nap az egész élete során - vagyis megközelítőleg 10 milliárd év alatt- bocsát ki. A szupernóváknak két nagyobb osztályát, az I-es és a I-es. osztályt különböztetik meg a csillagászok - az első csoporton belüli Ia, Ib, és Ic típusú szupernóvákkal -, az alapján, hogy a robbanási folyamat korai színképében kimutatható -e a hidrogén, vagy sem. Az I. osztályba tartozó szupernóváknál nem, ezzel szemben a II. osztályú szupernóváknál  kimutatható a hidrogén a robbanás spektrumában.

A Rubin Obszervatórium a következő évtizedet a teljes déli égbolt többszöri feltérképezésével tölti majd, egyfajta időzített filmsorozatot készítve a kozmoszról, ami várhatóan több millió új szupernóvát, aszteroidát, üstököst és más átmeneti kozmikus eseményt fog feltárni. 

Az arizonai Kitt Peak Obszervatórium 4 méter átmérőjű Nicholas U. Mayall teleszkópjára szerelt sötét energia spektroszkópiai műszerrel végzett megfigyelések is megerősítették, hogy a nemrég észlelt csillagrobbanás egy Ic-BL típusú szupernóva volt. 

Egy Ia típusú szupernóva-jelölt fantáziarajza  Fotó: Wikipedia

Amikor a tudósok a chilei Nemzeti Tudományos Alapítvány Víctor M. Blanco 4 méteres teleszkópján működő 570 megapixeles sötétenergia-kamerájának 10 évnyi adatát elemezték, egy „kék forrásként” emlegetett objektumot találtak pontosan ott, ahol a szupernóva később megjelent, ez pedig arról szolgáltatott értékes információkat, hogy hogyan nézett ki a csillagrendszer és környezete a szupernóva-robbanás előtt.

Egy szupernóva maradvány, a híres Rák-köd asztrofotója Fotó: NASA

Jillian Rastinejad, a Marylandi Egyetem csillagásza és a második tanulmány társszerzője, valamint az által vezette kutatócsoport két teleszkóp – a hawaii Gemini North és a chilei Gemini South – spektrográfját használta a csillagrobbanás tanulmányozásra. Ez a tudóscsoport is megerősítette a jelenség Ic -BL típusú szupernóvakénti azonosítását, és a korábbi felvételek alapján sikerült archív részleteket feltárniuk a csillag, valamint a környezetének a szupernóva-robbanás előtti struktúrájáról.

Sokat várnak a kutatók a további megfigyelésektől

„A megfigyeléseink lehetővé tették számunkra, hogy tanulmányozhassuk a robbanás három fázisának a fizikáját: a lökésszerű röntgenkitörést, az azt kísérő szupernóva-robbanást, valamint a szupernóva kölcsönhatását a haldokló csillag által korábban kilövellt anyaggal” – magyarázza Jilian Rastinejad. „Ezeknek az információknak a birtokában feltérképezhettük a csillagot körülvevő anyag szerkezetét, és megérthettük a csillag viselkedését az összeomlása előtt” -fűzi hozzá Marylandi Egyetem csillagásza.

Szupernóva-robbanás második fázisának művészi ábrája  Fotó: ESA

 A csillag tömege körülbelül a hússzorosa lehetett a Napénak, amit Wolf-Rayet-csillagként, vagyis egy olyan csillagként osztályoztak, ami már az élete elején a hidrogénkészletének nagyobb részét felhasználta. Közvetlenül a szupernóva-robbanás előtt a csillag periodikusan hatalmas hidrogén- és hélium anyagfelhőket lökött ki magából, csak szenet és oxigént hagyva a magjában. 

Ezek az kilökött anyagfelhők olyan héjakat hoztak létre a csillag körül, amelyek önálló eseményekként voltak észlelhetők. 

„Ez az első alkalom, hogy sikerült feltérképeznünk egy olyan csillag robbanás előtti környezetét, amely már elvesztette a hidrogén és héliumkészletét” – mondja Gokul Srinivasaragavan,  Jillian Rastinejad kutatócsoportjának a csillagásza, aki a vizsgálatok idején a Marylandi Egyetem doktorandusza volt.

Szupernóva-robbanás fantázia ábrája  Fotó: Devianart

 „Izgatottan várjuk, hogy a jövőben további lökéshullám-kitörési eseményeket figyelhessünk meg hasonló részletességgel, hogy tesztelhessük, vajon minden, a hidrogén és héliumkészletétől megfosztott csillag hasonló „életmóddal” rendelkezik-e az összeomlása előtt, és milyen különbségeket láthatunk köztük, már ha vannak ilyenek” -fűzi hozzá a kutató.

Az alapul szolgáló és július 14-én publikált tanulmány itt olvasható el angol nyelven.

A 2026 márciusában felfedezett szupernóva-robbanást:

• egy 500 millió fényévre fekvő és húsz naptömeg körüli csillag felrobbanásaként azonosítottak,
• amelynél húsz év alatt a második alkalommal sikerült megfigyelni lökéshullám-kitörést,
• és korábbi felvételekből azt is meg tudták állapítani, hogy milyen volt a csillag és környezete közvetlenül a szupernóva-robbanás előtt.