Képes beszámoló egy, az Örök Városban lezajlott konferenciáról és magyar(országi) kutatók nem elhanyagolható mértékű közreműködéséről.
Március utolsó hetében rendezték meg Rómában, egészen pontosan az itáliai főváros agglomerációjához tartozó Monte Porzio Catone településen lévő Római Obszervatóriumban az „AGB/szupernóva tömegátmenet” című konferenciát, amelynek szervezői a késői csillagfejlődési állapotok egy igen érdekes aspektusát állították a középpontba.
Jelenlegi ismereteink alapján a Napunkhoz hasonló, kis tömegűnek tekinthető csillagok, valamint a Napnál jóval nehezebb (legalább 8-10 naptömeggel keletkező) csillagok végső sorsa egyértelműnek tűnik. Előbbiek életük végén vörös óriáscsillaggá fúvódva lassan elvesztik külső rétegeiket, melyekből planetáris köd keletkezik, a csillag inaktív, általában túlnyomórészt szénből és oxigénből álló magja pedig fehér törpecsillagként létezik tovább (bár a planetáris ködök idővel eloszlanak, a fehér törpék élettartama hosszabbnak tűnik, mint a Világegyetem feltételezett kora, ezért egyelőre nem tudjuk, mi lesz ezen égitestek végső sorsa). Ezzel szemben a nagy tömegű csillagok élete egy kataklizmikus szupernóva-robbanással ér véget, melyet a belsejükben kialakuló vasmag instabillá válása és összeomlása vált ki.
A római konferencia előadásai leginkább a köztes esetekre, vagyis a kb. 3-8 naptömeg közé eső, ún. közepes tömegű csillagok végső sorsára fókuszáltak. Ezeknél a csillagoknál egyelőre meglehetősen kétséges a fejlődés legkésőbbi szakaszának kimenetele. Az eddigi eredmények alapján az körvonalazódik, hogy – a kis tömegű csillagokhoz hasonlóan – ezen csillagok egy jelentős hányada fejlődése vége felé az ún. aszimptotikus óriásági (AGB) állapotba kerül, amelynek végén a már említett planetáris köd és fehér törpecsillag kialakulása a tankönyvileg várt eset. Ugyanakkor ezen AGB-csillagok egy bizonyos kezdeti csillagtömeg (kb. 5 naptömeg) fölött már bizonyosan különbözni fognak a Nap típusú csillagok késői állapotaitól: belsejükben (pontosabban a már inaktív mag körüli héjakban) magasabb hőmérsékleteken mennek végbe a fúziós reakciók, a csillagban lévő szén nagy része is fúzionálni fog és oxigénné alakul; ezek a különbségek pedig az egyéb fizikai tulajdonságokban (pl. tömegvesztés, a létrejövő fehér törpe jellemzői) is megmutatkoznak. Az elméletek ezen a ponton kettéválnak: egyes eredmények szerint az 5-8(10) naptömeg közötti csillagok döntő része az AGB (vagy szuper-AGB) állapot után oxigén-neon fehér törpévé válik, míg mások számításai szerint ebben a tömegtartományban speciális, ún. elektronbefogásos (EC) szupernóva-robbanások lehetnek a végső folyamatok.
Az EC-szupernóvákkal kapcsolatban az a fő probléma, hogy egyelőre nem sikerült olyan megfigyelési jellemzőt találni, ami egyértelműen ennek a folyamatnak a nyomjelzője lenne. Az átlagosnál halványabb szupernóvákat ugyan ismerünk, de ezek akár nagyobb tömegű csillagokból is származhatnak, vagy – speciális kémiai összetétel esetén – elméletileg a közepes tömegű csillagok egy részében is végbemehet a nagyobb tömegűekre jellemző magösszeomlásos szupernóva-robbanás. Általánosságban véve is alapvető probléma, hogy hol van (vagy van-e egyáltalán) éles tömeghatár a fehér törpévé váló AGB (szuper-AGB) és a felrobbanó csillagok között, és hogy ezt mennyire befolyásolja a héliumnál nehezebb elemek (csillagászati értelemben: fémek) aránya a csillag eredeti kémiai összetételében.
Tovább bonyolítja a helyzetet, hogy a felvázolt tömeghatárok és folyamatok alapértelmezésben a magányos csillagok fejlődésére vonatkoznak. Az utóbbi egy-két évtized eredményei azonban azt bizonyítják, hogy a csillagok legalább fele (legalábbis életük egy szakaszában) szoros kettős vagy többes rendszer része lehet, ráadásul ez az arány a nagyobb tömegű csillagok körében még nagyobb lehet. Az egymáshoz közel lévő, kölcsönható kettőscsillagok fejlődése bonyolult kérdéskör, mivel ezen csillagok között anyagátáramlás zajlik, ami mindkét komponens tömegfüggő folyamatait megváltoztatja. A két csillag kezdeti tömegétől és a kölcsönhatás jellegétől függően különféle végkimenetelt várhatunk az ilyen rendszerektől. Két nagy tömegű csillag esetén – akár meglehetősen nagy időkülönbséggel – két szupernóva-robbanás is lejátszódhat, ami a többek között gravitációshullám-forrásként is érdekes kettős kompakt objektumok (fekete lyuk – fekete lyuk, neutroncsillag – fekete lyuk, neutroncsillag-neutroncsillag) létrejöttéhez vezethet. Ha legalább az egyik csillag kellően kis tömegű (vagy azzá válik), akkor az AGB-fázis után fehér törpecsillag marad utána, amelyik a társcsillagtól anyagot kapva végül ún. Ia-szupernóvaként robbanhat fel. Ugyanakkor előfordulhat, hogy a két csillag végül összeolvad, és egy új, magányos objektum születik, esetleg (ha pl. mindkét csillag fehér törpévé válik előtte) szintén szupernóva-robbanás vagy egyéb kataklizmikus esemény következhet be.
A csillagfejlődés terén meglévő nyitott kérdéseken túl mind az AGB-csillagok, mind a szupernóva-robbanások rendkívül fontosak abból a szempontból is, hogy ezek az objektumok számítanak az Univerzumban lévő, vasnál nehezebb elemek, valamint a szintén nagy mennyiségben jelen lévő (és többek között a molekulaképződés és a bolygókeletkezés szempontjából is alapvető fontosságú) kozmikus porszemcsék fő forrásainak. Mind a nukleoszintézis, mind a porkeletkezés terén sok még a nyitott kérdés; utóbbi kapcsán pl. úgy tűnik, hogy a Tejútrendszerben az AGB-csillagok, míg a nagyon távoli, fiatal galaxisok esetében jó eséllyel a szupernóva-robbanások számítanak domináns forrásnak.
A fentebb taglalt témák kapcsán a konferencia végére nem lett kevesebb a nyitott kérdés, ugyanakkor számos érdekes és fontos eredmény került bemutatásra; emellett az előadások során az is körvonalazódott, hogy milyen új eszközök és felmérések segítenek majd közelebb kerülni a szakemberek által áhított válaszokhoz (és persze új kérdések feltevéséhez…) a következő években. Ezen területeken dolgozó kutatóként rendkívül izgalmas átélni a mostani időszakot, amikor pl. a chilei VLT-távcsövek infravörös interferometriai képalkotása révén már közvetlenül láthatjuk közeli óriáscsillagok felszínét (legalábbis a hőmérséklet-eloszlást és a konvekciós cellák nagyléptékű szerkezetét), vagy az ALMA rádiótávcső-rendszerével a csillagrobbanások és tömegvesztési folyamatok során ledobódott anyag eloszlását; ráadásul csak 1-2 évre vagyunk olyan új eszközök használatba vételétől, mint a 6 méter átmérőjű James Webb Űrteleszkóp, vagy – 5-10 évvel számolva – a következő generációs, 20-30 méter átmérőjű földi óriástávcsövek, melyek még a szakemberek számára is csak körvonalakban elképzelhető fejlődést hoznak majd a Világegyetem vizsgálatában.
Szintén örömteli volt átélni, hogy egy meglehetősen fajsúlyosnak számító konferencia első napján három, Magyarországon dolgozó kutató is előadást tarthatott. A konferencia nyitóelőadójaként az MTA CSFK Csillagászati Intézetében 2014 óta Lendület-kutatócsoportvezetőként dolgozó Maria Lugaro szerepelt, aki az AGB-csillagokról szóló áttekintés mellett a néhány hete a magyar sajtóban is nagy visszhangot kiváltó, Naprendszerünk születése idejéről származó meteoritok vizsgálatából és magfizikai kísérletekből származó eredményeit ismertette a megjelenteknek. Szintén meghívott előadóként lépett a pódiumra Maria Lugaro régi-új (tavaly óta szintén Budapesten dolgozó) munkatársa, az ausztrál Carolyn Doherty, aki az AGB-csillagok nagyobb tömegű csoportjának nemzetközi szakértőjeként taglalta a témával kapcsolatos, legfrissebb újdonságokat. Harmadik hazai szereplőként Nagy Andreát, a Szegedi Tudományegyetem kutatóját sorolhatjuk fel, aki magösszeomlásos szupernóvák bolometrikus (azaz teljes hullámhossztartományra integrált) fénygörbéinek modellezésével kapcsolatban ismertette új eredményeit. E cikk szerzője (szintén az SZTE-ről) pedig egy, szupernóvák és a környezetükben lévő anyag kölcsönhatásának infravörös űrtávcsöves adatairól szóló poszterrel tette teljessé a hazai kontingens bemutatott eredményeinek palettáját.
A konferencián való részvétel élményét a tudományos érdekességek burjánzásán túl a helyszín rendkívül intenzív kulturális és tudománytörténeti kisugárzása is fokozta. A Római Obszervatóriumban ízléses – és nagyrészt szabadon látogatható – kiállítás formájában közzétéve csodálhatunk meg kitűnő állapotban lévő, csaknem 150 éves műszereket abból az időszakból, amikor Angelo Secchi jezsuita atya, az asztrofizika tudományának egyik úttörője vezetésével az intézmény fénykorát élte. A látogatók és vendégek többek között impozáns méretű passzázsműszereket, sárgaréz távcsöveket, valamint az asztrofizika hajnalát jelentő spektrográfokat és színképfelvételeket láthatnak az obszervatóriumban, a hatalmas könyv- és folyóiratgyűjteményről nem is beszélve. Az Obszervatórium gyűjteményén túl a konferencia résztvevői az egyik délután vezetéses sétán is részt vehettek az Örök Városban, ahol a talán mindenki által ismert jellegzetességeken (Pantheon, Trevi-kút, Spanyol-lépcső) mellett olyan, csillagászati érdekességeket is láthattunk, mint Secchi atyának a Pinchio-kertben álló szobra, vagy a Francesco Bianchini 18. századi csillagász által tervezett, 45 méter hosszú meridiánív a gyönyörű belső felépítésű Santa Maria degli Angeli e dei Martiri templomban.
