Régóta keresett, de korábban pontosan még nem azonosított jelenséget figyeltek meg a csillagászok: egy szupernóva-maradvány visszafényesedését, amint a táguló lökéshullám egy korábban levetett burokkal ütközött. Más szupernóvák esetében ugyanakkor az új adatok további ismeretlen jelenségeket fedtek fel.

A szupernóvák robbanásai a legfényesebb katasztrófák között vannak az Univerzumban. A nagy tömegű csillagok megsemmisülése révén jönnek létre a vasnál nehezebb elemek, de sok egyéb anyagot is szétszórnak a világűrben, amelyek később bolygókká sűrűsödnek. Ezúttal néhány megfigyelés adott újabb információkat az események megismeréséhez - ugyanakkor ismeretlen jelenségekre is akadtak.

Robert Quimby (Cahill Center for Astrophysics, CALTECH) és kollégái egy 1987-ben a közelünkben felrobbant csillag sugárzását vizsgálták, míg Josefin Larson (Oskar Klein Centre, Stockholm University) és csapata olyan robbanásokat figyelt meg, amelyek hónapokig tartották erős sugárzásukat, és egyelőre nem is sikerült kielégítően magyarázni ennek az okát. Az eredmények a Nature legfrissebb számában jelentek meg.

Ismét fényesedik a robbanás felhője

Tizennégy évvel ezelőtt a Tejútrendszer egyik kísérő galaxisában, a Nagy Magellán-felhőben látványos szupernóva lángolt fel. A tőlünk 160 ezer fényévre bekövetkezett, SN 1987A jelű robbanás a legközelebb történt ilyen esemény, amelyet sikerült részletesen megfigyelni. A kataklizma után az objektum előbb gyorsabban, majd lassabban, de folyamatosan halványodott. A lassú halványodás során kibocsátott egyre kevesebb energiát a robbanás során keletkezett radioaktív elemek (főleg ⁴⁴Ti, ⁵⁶Ni, ⁵⁷Ni izotópok) fokozatos lebomlása hozta létre. A sugárzás megfigyelt gyengülése jól egybevágott az elméleti előrejelzésekkel - majd ezt követően 1994 és 2001 között érdekes változás kezdődött. Először csak néhány kisebb folt fényesedett fel a szupernóva-maradványban, majd egyre feltűnőbb lett az egész alakzat.

A felrobbant csillag maradványa újból erőre kapott, és egyre intenzívebben kezdett sugározni a röntgentartományban. 2009 végére már mintegy dupláját mutatta a korábbi leggyengébb energiakibocsátás időszakában mért értéknek. Ennek az utólagos felerősödésnek a lehetőségét már korábban is előre jelezték a modellek, azonban most sikerült a gyakorlatban először megfigyelni ilyet.

Szimuláció a híres Rák-ködöt létrehozó, 1054-ben bekövetkezett robbanásról és az általa kialakított felhőről

A felerősödés oka, hogy a robbanás során kirepült anyag most ütközik a csillag által még korábban ledobott gázburokkal. Az ilyen nagy tömegű égitestek ugyanis életük vége előtt instabilak lesznek, és gyakran több fázisban ledobják külső rétegüket. A csillagászok a felrobbant csillag körül már korábban is ismertek egy gyűrűalakzatot, amelyet az égitest mintegy 20 ezer éve lökött le magáról. A robbanás lökéshulláma egy ehhez hasonló réteget ért utol, összenyomta és felforrósította, ettől nőtt meg a kibocsátott sugárzás intenzitása.

Mivel szupernóva-robbanások viszonylag ritkák, és szinte mindegyik nagy távolságra következik be, eddig esélytelen volt a fenti átmeneti fázis megfigyelése. Bár a most mért visszafényesedés messze nem éri el a sugárzás korábbi maximális intenzitását, érdekes lehetőséget biztosít a csillagról még régebben, annak aktív időszakában ledobott, de egyébként láthatatlan burkok vizsgálatára.

Ismeretlen energiaforrás is fűti a robbanást

Nem minden szupernóva-robbanás utóélete magyarázható olyan egyértelműen, mint a fentiekben bemutatott példa esetében. Napjainkig már hat olyan szupernóvát találtak, amelyek nemcsak szokatlanul fényesek voltak, hanem intenzív sugárzásukat több hónapig, akár egy évig is tartották. Itt említhető például az elmúlt években fellángolt SN 2005ap, az SN 2009jh, vagy az SN 2010gx jelű robbanás. Az itt megfigyelt sugárzás a számítások alapján nem származhat radioaktív izotópok bomlásából, illetve nem eredhet abból a sugárzásból sem, amely a csillagból kirobbanó lökéshullám és a külső, hidrogénben gazdag burok ütközésekor lép fel. Ha történt is ilyen ütközés, másfajta anyagokról lehet szó, mint korábban feltételezték.

Máig nem tisztázott teljesen, mi is történik egy szupernóva-robbanás pillanatában a csillag belsejében. A modern számítógépes modellek alapján heves áramlás lép fel az utolsó töredékmásodpercekben a csillag belsejében, ebből láthatunk egy szimulációt

A modellek alapján olyan nagy tömegű csillagok robbanhatnak fel és produkálhatják a fent említett tartós sugárzást, amelyek legalább kilencvenszer, de legfeljebb százharmincszor nehezebbek a Napnál. Az egyik lehetőség szerint a vizsgált esetekben a tartósan sugárzó anyag kiterjedt burkot alkothat, és ebben az egyébként hidrogéntől mentes térségben legalább tízezer kilométert tesz meg másodpercenként a lökéshullám. A másik elgondolás alapján a robbanás pillanatában a centrumban keletkezett erős mágneses terű neutroncsillag adja az energiát a forró és sugárzó buroknak.

A fentiekben azonosított, a korábban ismertektől részben eltérő szupernóvák tartós és intenzív sugárzásuk révén messziről is könnyebben észrevehetők, hiszen hosszabb időn keresztül mutatnak nagy fényességet. Ennek megfelelően a távoli, ősi Világegyetem felderítésében is hasznosnak bizonyulhatnak.

origo.hu