Csillagközi időutazás: évszázadokkal a robbanás után detektálták két szupernóva fényét

1068

Mindössze néhány olyan szupernóva-maradvány ismert, melyeket a történelmi jelzővel illethetünk, azaz az őket létrehozó robbanás a modern csillagászati megfigyelések kezdete előtt történt, s maga a robbanás ténye is többé-kevésbé dokumentált. Az egyik legismertebb ilyen objektum a Rák-köd, melyet kínai krónikák szerint egy 1054-ben bekövetkezett robbanás hozott létre. 1572. november 11-én a híres dán csillagász, Tycho Brahe fedezett fel egy "új csillagot" a Cassiopeia csillagképben, de eléggé ismert a Cassiopeia A jelű szupernóva-maradvány is, melynek szülőcsillaga a feltételezések szerint valamikor 1671 körül robbanhatott, bár érdekes módon erről nem maradt fenn semmilyen feljegyzés. Nagyon sokáig ezt a maradványt tartották a legfiatalabbnak a Tejútrendszerben, néhány héttel ezelőtt azonban a második helyre szorult a G1.9+0.3 jelű, körülbelül 140 éves szupernóva-maradvány mögé. A Tycho-féle szupernóva fényessége meghaladta a Vénuszét, s két héten keresztül még a nappali égbolton is látható volt, majd fokozatos halványodás után 1574 márciusában, 16 hónappal a felfedezése után tűnt el végleg az észlelők szeme elől.

A Tycho Brahe által 1572-ben felfedezett szupernóva maradványa a Chandra röntgenműhold felvételén. A zöld és vörös színnel jelzett, több millió fokos táguló burok körül nagyenergiájú elektronok kék színnel jelzett, jóval gyorsabban mozgó héja is megfigyelhető.
[NASA/CXC/Rutgers/J. Warren & J. Hughes és tsai]

Azon kérdés megválaszolásához, hogy milyen típusú szupernóva-robbanásokat észleltek a régi korok csillagászai, eddig csak maguknak a maradványoknak a tanulmányozása nyújthatott némi támaszt. A folyamat közben az űrbe szétszórt por a robbanás direkt fényének nagy részét elnyeli, majd felmelegedve azt hosszabb hullámhosszon kisugározza, így nyilván információ vész el: a detektált infravörös sugárzás már nem tartalmazza a szupernóva-robbanás eredeti fényének nyomát. Az ideális az lenne tehát, ha a csillagközi tér porfelhőiről visszavert direkt fényt is lehetne detektálni, ahogyan ezt már Zwicky és van den Berg is felvetette a múlt században. Ezt az ún. visszfényt más galaxisok szupernóváinál több esetben detektálták már, de a Tejútrendszerünkben még soha nem sikerült.

Úgy tűnik, hogy a lehetőség végre valósággá vált: az Armin Rest (jelenleg Harvard University) által vezetett népes kutatócsoport a Mauna Keán található Subaru teleszkóppal és más földi távcsövekkel mind a Tycho-féle maradvány, mind a Cassiopeia A esetében észlelte a robbanás visszfényét, amit a jelenségtől nem túl távol található csillagközi porfelhők szórtak vissza a Föld irányába. Az annak idején Tycho Brahe szemébe jutó, illetve a porrészecskékről visszavert fotonok úthossza  éppen annyival különbözik, hogy a visszfény sugárzása 436 évvel az eredeti robbanás feltűnése után érjen detektorainkba. Rest szerint az egyedülálló felfedezés jelentősége abban rejlik, hogy a robbanás eredeti, visszavert fényének segítségével egyszerre tanulmányozható maga a szupernóva-robbanás folyamata és a maradvány is, amire eddig csak külön-külön volt lehetőség. A csoport egyébként hét maradványt vizsgált meg a fényvisszaverődés után kutatva (SN 185/Centaurus, SN 1006/Lupus, SN 1054/Crab, SN 1181/Cassiopeia, Tycho SN 1572, Kepler SN 1604, Cassiopeia A ∼1671), de csak a már említett kettőnél bukkantak annak nyomára.

A Chandra röntgenműhold felvétele a Cassiopeia A szupernóva-maradványról, ami néhány héttel ezelőttig a legfiatalabb ismert maradvány volt a Tejútrendszerben. A kék szín szintén a robbanás lökéshulláma által relativisztikus sebességre gyorsított elektronok héját, míg a vörös és zöld szín a felrobbant csillagról ledobott és több millió fokosra hevült anyagot jelzi.
[NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D. Stage és tsai]

A Subaru teleszkóppal készült színképek arra is választ adhatnak, hogy miért nem észlelték a Cassiopeia A maradványt létrehozó robbanást a XVII. század utolsó harmadának már távcsövekkel felszerelt megfigyelői. A spektrumok hidrogén és hélium nyomát jelzik, ami arra utal, hogy a Cassiopeia A egy IIb típusú, viszonylag ritka szupernóva-robbanás eredménye, melynek során egy hatalmas vörös szuperóriás magja roskadt össze. Ezen típusú szupernóvák a maximum után gyorsan halványodnak, s így George Rieke (University of Arizona) szerint néhány felhős éjszaka is elég lehetett ahhoz, hogy a Cassiopeia A felrobbant csillaga eltűnjön a megfigyelők távcsövei elől. A megfigyelések szerint a Tycho-féle szupernóva ugyanakkor Ia típusú volt, ahol a felfénylést egy Chandrasekhar-határt átlépő fehér törpe termonukleáris robbanása okozta.

A Subaru Telescope felvétele a Cassiopeia A környezetéről. A fényvisszaverődés a kép közepén látható halvány folt.
[Subaru Telescope]

A csoport tervezi az eddig megfigyelt maradványok további nyomon követését a visszavert fény esetleges intenzitás-növekedésének észlelésére, illetve további, a munkába eddig be nem vont tejútrendszerbeli maradványok tanulmányozását, míg a szintén később rögzítendő színképek alapján a robbanások típusának pontosítását reméli.

Az eredményeket részletező szakcikk a The Astrophysical Journal Letters c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

Kapcsolódó hírünk:

Hozzászólás

hozzászólás