Extrém fényes szupernóvák: további rejtélyek

657

Hírportálunkon az utóbbi hónapokban többször is beszámoltunk az ún. Ia típusú szupernóvákkal kapcsolatos kutatások legújabb fejleményeiről. A kozmológiai szempontból is rendkívül fontos objektumokkal kapcsolatban az egyik legalapvetőbb kérdés, hogy az ebbe a kategóriába sorolt csillagrobbanások valóban csak a klasszikus elméletekben leírtak alapján (egy kettős rendszerben lévő fehér törpecsillag anyagot szív el a nem elfejlődött állapotban lévő társától, míg egy jól meghatározott, kb. 1,4 naptömegnyi értéket átlépve egy végső, gravitációs összeomlás során meg nem semmisül) következhetnek be, vagy esetleg léteznek alternatív lehetőségek is.

Néhány héttel ezelőtti írásunkban olvasóink megismerhették az amerikai-francia működtetésű Nearby Supernova Factory (NSF) projekt szakembereinek az extrém fényes SN 2007if szupernóvával kapcsolatos eredményeit: a kutatók vizsgálatai alapján ez az első olyan, Ia típusú robbanás, amely 1,4 naptömegnél (az ún. Chandrasekhar-határtömegnél) jóval nehezebb szülőobjektummal (progenitor) rendelkezhetett. Bár elméletileg a gyorsan forgó fehér törpék meghaladhatják a Chandrasekhar-tömeget, ilyenre még sosem találtak példát. Ugyanakkor felmerült az a lehetőség is, hogy valójában két fehér törpe összeolvadása volt a kiváltó ok, amit R. Scalzo (Yale University) és munkatársai szerint a robbanás után visszamaradt, az átlagosnál nagyobb mennyiségű szén és oxigén jelenléte is alátámaszt.

Az NSF-programmal párhuzamosan egy másik, három amerikai intézet (University of Texas, University of Michigan, CalTech) munkatársait tömörítő csoport is elvégzett egy, az eddigieknél kiterjedtebb és alaposabb vizsgálatot az SN 2007if-fel kapcsolatban. F. Yuan (U. of Michigan) és kollégái a ROTSE (Robotic Optical Transient Search Experiment) nevű, elsősorban az optikai tartományban hirtelen feltűnő (tranziens) jelenségek felfedezésére és követésére alkalmazott távcsőhálózat révén független felfedezői voltak a különleges csillagrobbanásnak. A jelenleg ROTSE-III néven futó program keretein belül négy darab, egyenként 45 cm átmérőjű, teljesen automatizált távcső végez megfigyeléseket a Föld különböző pontjain (Texas, Namíbia, Törökország, Ausztrália), biztosítva ezzel az éjszakai égbolt folyamatos figyelését. A szakemberek mintegy fél éven keresztül követték az SN 2007if fényváltozását a texasi és a namíbiai robottávcsővel, míg a szupernóvák esetében különösen fontos színképfelvételeket a 9,2 m-es Hobby-Eberly Teleszkóp (McDonald Obszervatórium, Texas) és a 10 méteres Keck távcső (Mauna Kea Obszervatórium, Hawaii) műszereivel rögzítették.

Az SN 2007if vizsgálatában részt vevő texasi távcsövek, a 45 cm átmérőjű ROTSE-IIIb robotteleszkóp (elől) és a 9,2 méteres Hobby-Eberly Teleszkóp (HET) kupolái (http://rotse.net).

Yuan és munkatársai meghatározták a szupernóva vöröseltolódását és abszolút fényességét, ami jól egyezik a párhuzamos vizsgálatok eredményeivel – vagyis megerősítést nyert, hogy a -20,4 magnitúdós objektum az eddig észlelt legnagyobb abszolút fényességű Ia típusú csillagrobbanás. Mivel az SN 2007if színképeinek időbeli változása (néhány kisebb különbségtől eltekintve) megegyezik a "normál" Ia szupernóvák esetében tapasztaltakkal, a kutatók ennél az objektumnál is felhasználták a maximális fényesség és a keletkező 56Ni-izotópok tömege közötti összefüggést – a radioaktív nikkel mennyiségének ismerete ugyanis kulcsfontosságú szerepet játszik a progenitor tömegbecslésében. Az új eredmények szerint – összhangban Scalzoék állításaival – a Ni-izotópok így becsült mennyisége (1,5 naptömeg) önmagában meghaladja a Chandrasekhar-tömeget, ami akár 2 naptömegnél is nagyobb szülőobjektumot feltételez (akár magányos, gyorsan forgó fehér törpe, akár fehértörpe-páros formájában).

Az állítás azonban csak akkor igaz, ha a teljes megfigyelt fényteljesítmény kizárólag a radioaktív izotópok bomlásából származik. Yuan és kollégái szerint ugyanis figyelembe kell venni a táguló gázfelhőnek a csillagkörüli anyaggal történő esetleges kölcsönhatását is, ami részben felelős lehet a keletkező sugárzásért. A spektrumokban talált, keskeny színképvonalak alátámasztani látszanak ezt az elképzelést, ugyanakkor a lehetséges fizikai folyamatok részletei egyelőre még nem tisztázottak – ráadásul más, az Ia osztályba sorolt csillagrobbanások esetében nem találtak hasonló jeleket.

A tanulmány arra is rámutat, hogy az eddig talált, extrém fényes Ia szupernóvák (SN 2003fg, SN 2006gz, SN 2007if, SN 2009dc) fényváltozási és színképi jellemzői – kisebb-nagyobb mértékben – egymástól is különböznek. Ahhoz tehát, hogy kiderüljön, vajon csak kivételes esetekről, esetleg új szupernóva-kategóriá(k)ról van-e szó, a jelenleginél jóval több szupernóva felfedezésére és további vizsgálatokra van szükség.

A részleteket bemutató szakcikk – melynek elkészítésében a Szegedi Tudományegyetem szupernóva-kutató csoportjának vezetője, a korábban a University of Texas kutatójaként is dolgozó Dr. Vinkó József is részt vett – az Astrophysical Journal folyóirat júniusi számában jelenik meg.

Forrás: arXiv.org:1004.3329

Hozzászólás

hozzászólás