Milyen csillagok robbannak fel Ia típusú szupernóvaként?

888

Az Ia típusú szupernóvák az Univerzum legnagyobb energiafelszabadulással járó
jelenségei közé tartoznak. Az immáron klasszikus értelmezés szerint ezek a
csillagok olyan szén-oxigén fehér törpék robbanásai, amelyek külső forrásból
származó tömegbefogás révén átlépik a kb. 1,4 naptömegnyi Chandrasekhar-határt.
Erre utal a felszabadult teljes energia mennyisége (összhangban áll a szén és
oxigén vassá való átalakításával), a maximumbeli spektrum hidrogénhiánya (olyan
égitest robban, ami már elvesztette hidrogénburkát), a fénygörbe alakja (a
szén-oxigén → vas reakcióiban letermelt radioaktív anyagok bomlásával jó
összhangban áll), illetve az idős (nagyjából 10 milliárd éves)
csillagpopulációkban megfigyelt Ia szupernóvák léte (ezek kora kistömegű
csillagok robbanására utal, amire a fehér törpék összeomlása az egyetlen
lehetőség).

Az SN 2007af jelzésű Ia szupernóva az NGC 5584 spirálgalaxisban tűnt fel (a fényes, kékes színű csillag a galaxis magjától jobbra és kicsit lefelé; fotó: ESO)

A jelenség főbb tulajdonságaira vonatkozó szakmai konszenzus ellenére az
Ia-robbanást átélő csillagok pontos természete meglehetősen bizonytalanul
ismert. A szakirodalomban megtalálható modellek többsége két nagy csoportra
osztható. Az ún. egyszeresen degenerált modellekben egy "normális" fehér törpe
növeli tömegét szoros kettőscsillagban lejátszódó tömegátadási folyamatok
révén. A kétszeresen degenerált modellekben két db fehér törpe összeolvadása
vezet szupernóva-robbanáshoz (a "degenerált" jelző a fehér törpék elfajult
elektrongáz által fenntartott belső szerkezetére utal). Az elmúlt évek
csillagfejlődési elméletei alapján nagyon változatos evolúciós útvonalak végén
jöhet létre egyszeresen vagy kétszeresen degenerált Ia szupernóva.

A csillagokat már szinte egyáltalán nem termelő elliptikus galaxisokban
feltűnő Ia SN-ek arra utalnak, hogy azok szülőcsillagai (progenitorai)
kistömegű, idős csillagok, összhangban az elliptikus galaxisok átlagosan igen
idős csillagpopulációjával. Az utóbbi években több vizsgálat is arra utalt
azonban, hogy az Ia típusú szupernóvák gyakorisága nagyobb az erősebb
csillagkeletkezést mutató galaxisokban, azaz elképzelhető, hogy szoros
kapcsolat áll fenn a fiatal csillagpopulációkkal is. Mire lehet ez alapján
következtetni a progenitorok természetéről?

C.J. Pritchet (University of Victoria) és munkatársai ezt a kérdést járták
körül csillagkeletkezési és fejlődési elméletekre alapozva. Számításaik során
megbecsülték a fehér törpék keletkezési gyakoriságát különböző eloszlású
csillagpopulációkból álló modellgalaxisokban. Ezek után néhány egyszerű
feltevéssel élve a fehér törpéket tartalmazó kettős rendszerek eloszlásáról,
kiszámították a fehér törpék Ia szupernóvává való átalakításának hatékonyságát
változatos korú és összetételű populációkra. Meglepő eredményt kaptak:
a populációk korától és csillagkeletkezési előtörténetétől jó közelítéssel
függetlenül mindig a fehér törpék kb. 1%-a végzi szupernóvaként. Az észlelési
adatokból látszó korreláció a csillagkeletkezési rátával azzal magyarázható,
hogy egy pillanatszerűen hirtelen keletkező csillagpopulációban a fehér
törpékké fejlődő csillagok aránya időben csökkenő ütemű, így a szupernóvák
gyakorisága is időfüggő lesz. A kutatók szerint egyszeresen degenerált
modellekkel nem reprodukálható az Ia szupernóvák megfigyelt gyakorisága, így
legfontosabb következtetésük az, hogy a természetben több módon is keletkeznek
Ia típusú szupernóvák. Ennek folyománya, hogy kozmikus távolságmérésre való
alkalmazhatóságuk az általában feltételezettnél nagyobb bizonytalansággal
terhelt.

Forrás: C.J. Pritchet és mtsai, ApJ Letters, 2008. augusztus 10. (utánközlés a Meteor szeptemberi számából)

Hozzászólás

hozzászólás