Közeli szupernóva-robbanás a Föld felé irányuló energiasugárral?

1211

A robbanás előtt álló objektum a Földtől 8000 fényévre, a Sagittarius csillagképben található WR 104 katalógusjelű kettős rendszer egyik tagja, egy ún. Wolf-Rayet csillag. A fejlődési elméletek szerint egy nagytömegű csillag életében a rendkívül instabil WR fázis a szupernóva-robbanást közvetlenül megelőző utolsó állapot, a kataklizma a becslések szerint a következő néhány százezer év során bármikor bekövetkezhet.

Az Ötös-halmaz (Quintuplet) nevű csillagcsoportosulás, melynek tagjai a WR 104-hez hasonló kettősök.
[Peter Tuthill, Don Figer (STScI), NASA]

A kettős rendszer másik tagja szintén egy nagytömegű, forró csillag. Mindkettőről jelentős mennyiségű anyag áramlik ki csillagszél formájában, ezek azonban a források közelsége miatt kölcsönhatnak egymással (a csillagszelek ütköznek), ráadásul a kettős komponenseinek pályamozgása miatt a kiáramlások sem sugárirányúak, hanem spirál alakúak, s a kialakuló szerkezetet nagyon jól kirajzolja a két csillagszélkomponens ütközési frontján felforrósodó gáz és por sugárzása. A kettős tulajdonképpen nem is látható, tulajdonságaira, például a 242 nap körüli keringési periódusra az anyagkiáramlás dinamikája alapján lehet következtetni. A közös csillagszél-burkot Peter Tuthill (University of Sydney) fedezte fel 1999-ben.

A WR 104 kettős rendszer sematikus rajza.
[Tuthill és tsai, Nature, Vol. 398, p. 487, 1999]

Tuthill és munkatársai a felfedezés óta még 11 felvételt készítettek a szélkerék-ködnek (pinwheel nebula) is titulált objektumról a hawaii-i Keck teleszkópok műszereivel 2,2 mikronos hullámhosszon. Ezen felvételek kombinálásával kapták az alábbi képet a ködről, melyen jól kirajzolódik spirális szerkezete. A montázs elkészítése előtt az egyedi képeket az orbitális mozgás aktuális fázisának megfelelően elforgatták. A mintázatról az is leolvasható, hogy a kettős tagjainak relatív pályái közel kör alakúak, ami árapály-erők hatásának tulajdonítható, ez pedig azt jelentheti, hogy a múltban az O típusú másodkomponens a WR csillag külső rétegeiben lévő anyag nagy részét magához ragadta.

A WR 104 kettős rendszer körüli anyagkiáramlási korong különböző időpontokban készült, majd egymásra másolt felvételeiből előállított kép, melyen nagyon jól megfigyelhető a kifelé mozgó forró anyag spirális mintázata.
[Tuthill és tsai]

Az így nyert korongképen – azon felül, hogy szép és jól mutatja a szerkezetet – azonban észre kell még vennünk valamit. Jelesül azt, hogy – adott hibahatáron belül természetesen – éppen a pólusa felől látjuk. Egy ilyen távolságban bekövetkező "normál" szupernóva-robbanás (viszonylag lassú forgású szülőcsillag, gömbszimmetrikus lökéshullám) minden bizonnyal brilliáns látvánnyal ajándékozná meg a földi megfigyelőket, de ezen felül különösebb hatása valószínűleg nem lenne. A WR 104 esete a kettősség és a kiáramlási korong miatt azonban kicsit más. A mai, sok elemükben még vitatott elképzelések szerint ilyen esetekben a robbanás aszimmetrikus lesz, fő irányát pedig valószínűleg a kettős rendszer egyik jellemzője, a korongra (azaz a pályasíkra) merőleges irány szabja meg: a robbanás energiájának jelentős része, többek között nagyenergiájú gammasugárzás formájában a pályasíkra közel merőlegesen, körülbelül 12 fokos nyílásszögű kúpban hagyja el a forrást. Ilyen gammakitöréseket (GRB, Gamma-Ray Bursts) űreszközökről ma már szinte minden nap detektálnak, de azok jóval távolabb, más galaxisokban vannak tőlünk. A WR 104 azonban viszonylag közeli, ráadásul az előzőek szerint a Föld benne lenne a robbanás kúpjában! Ilyen közeli forrásból induló koncentrált nagyenergiájú nyaláb hatása pedig akár már veszélyes is lehet a földi bioszférára. Újabb keletű elképzelések szerint lehetséges, hogy a földtörténet nagy kihalási eseményeinek némelyike is ilyen okokkal magyarázható.

A WR 104 robbanásának ilyen hatása természetesen még a szerzők szerint is főleg spekuláció, sok ugyanis a bizonytalan elem. Először is annak eldöntésére, hogy mennyire pontosan vagyunk a rendszer tengelyében, további spektroszkópiai vizsgálatok szükségesek, a mostani adatok pontossága (kb. 16 fok) nem elegendő. A legbizonytalanabb pont azonban a majdan bekövetkező robbanás természete: valóban úgy fog-e végbemenni, ahogyan most elképzeljük, s az energia nagy része az adott irányba fog-e koncentrálódni? Az aszimmetrikus szupernóva-robbanások és a GRB-k kapcsolatának vizsgálata ma egy nagyon aktívan művelt kutatási terület, napról napra új ötletekkel, elképzelésekkel. Valószínű tehát, hogy a WR 104-el kapcsolatos újabb eredményekről még azelőtt fogunk hallani, hogy a robbanás bekövetkezne…

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóirat 2008. március 1-jei számában jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás