Összeolvadó neutroncsillagok: kozmikus aranybányák?

696

A gammafelvillanások (GRB-k) évtizedekig rejtegették eredetük titkát. Mára már meggyőző érvek szólnak amellett, hogy a lassúbb kitöréseket összeroppanó óriáscsillagok keltik, a gyors lefutásúak azonban nehezebb diónak bizonyultak. Elméleti megfontolások alapján a legjobb jelöltek az egymáshoz egyre közelebb spirálozó, majd összeolvadó kettős neutroncsillagok, ám ezt igazolni nem könnyű feladat.

A Swift űrtávcső gammarészecske-detektora idén júniusban észlelte a mindössze 0,2 másodpercig tartó, GRB130603B jelű kitörést. Számos további műszerrel követték a halványodását, végül jó egy héttel később a Hubble űrtávcső is lefényképezte a területet. A felvételeken egy nagyon vörös színű forrást azonosítottak, egy távoli galaxis peremén. A fénylés természetére és színére két magyarázat is lehetséges.

A 6,5 méteres Magellan/Baade távcső, illetve a Hubble két kamerájának felvételei. A kitörés színe annyira vörös, hogy az ACS rövidebb hullámhosszú felvételén nem is detektálható.

Az egyik eshetőség, hogy pusztán a gammafelvillanás utófényét látjuk, vagyis az összeolvadt, majd szétvetődött neutroncsillagokból létrejött, gyorsan táguló és a helyi csillagközi anyagba csapódó anyagfelhőt. Ennél sokkal izgalmasabb lehetőség, hogy utófény helyett kémiai elemek születését látjuk, és a fénylést a rövid életű radioaktív elemek bomlásából keletkező energia táplálja. Sajnos a Hubble egyetlen mérési pontja erről a kitörésről még nem döntő bizonyíték az utóbbi mellett. De ha további felfényléseknél is hasonló tulajdonságokat detektálnak a műszereik, a GRB130603B lesz az első képviselője az ún. kilonováknak, az összeolvadó neutroncsillagok anyagában zajló nukleoszintézis keltette felfényléseknek.

Az összes elem közül csak a hidrogén, hélium és a lítium egy része jött létre a Világegyetem keletkezésekor, a többit a csillagokban zajló nukleáris folyamatok építették fel, és szórták szét, generációról generációra. A összeolvadó neutroncsillagok neutronokban gazdag anyaga jó táptalaja az egyik ilyen folyamatnak, mely például egy sor nemesfém, mint az arany, platina, irídium és ozmium előállításáért is felelős. Ha a kitörést a kilonova jelenség, vagyis ezen elemek legyártása dominálta, úgy nagyságrendileg egy század naptömegnyi, nehéz elemekben gazdag anyagfelhő dobódott ki a csillagközi térbe – benne két Holdnak megfelelő mennyiségű arannyal is. A modellek alapján pedig a szülő objektum egy közel azonos tömegű neutroncsillag pár lehetett, vagyis pontosan az, amit a gyors gammakitörés eredetére is feltételeztek.

Összeolvadó neutroncsillagok fantáziaképe. Forrás: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.

Persze nem árt hangsúlyozni, hogy ez a megfigyelés még nem döntő, csak jól illeszkedő bizonyíték a fenti forgatókönyvre. A teljes bizonyossághoz a detektorok újabb generációjára lesz szükségünk: az Advanced LIGO gravitációshullám-detektor és a nagy égboltfelmérések, mint a PANSTARRS vagy az LSST, lesznek majd képesek az összeolvadás, illetve a nagyon vörös kilonova együttes detektálására.

De addig is érdemes elmerengeni azon, hogy az az arany jegygyűrű vagy lánc, amit épp hordunk, talán két, önmagában is elképesztő égitest összeütközésének tüzes poklában keletkezett.

————————–

Forrás: Astronomy Now; az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters folyóirathoz lett beküldve bírálatra.

Hozzászólás

hozzászólás