Távolságrekorder szupernóvák archív megfigyelésekből

728

Az ún. II-es típusú szupernóva-robbanások a nyolc naptömeget meghaladó méretű csillagok esetében következnek be, mikor azokból kifogy a nukleáris fűtőanyag. Energiautánpótlás nélkül a csillag elveszti stabilitását, magja összeroppan, külső részeit pedig egy grandiózus tüzijáték keretében az űrbe löki. Ez a nehéz elemekben gazdag gáz a későbbiekben aztán új csillagok és bolygók kialakulásához biztosíthatja az alapanyagot.

Röntgen-, optikai és infravörös felvételekből összeállított montázs a Cassiopeia A szupernóva-maradványról, a Rák-köd mellett az egyik legismertebb ilyen típusú objektumról.
[Röntgen – NASA/CXC/SAO, optikai – NASA/STScI, infravörös – NASA/JPL-Caltech]

Jeff Cooke (University of California) és munkatársai egy kutatás során 50 és 100 naptömeg közötti csillagokat vizsgáltak. Ezek a végső robbanás előtt már csillagszél formájában is rengeteg anyagot veszítenek. A többi II-es típusú szupernóvától az "n" jelzéssel megkülönböztetett robbanás során ledobódó, s nagysebességgel kiáramló anyag utoléri a korábban csillagszél formájában távozott anyagot, s a kölcsönhatás következtében gerjeszti, ezáltal pedig fénylésre készteti azt.

A csillagászok – akár a profik, akár az amatőrök – a szupernóvákat az esetek túlnyomó részében az adott égboltterületről különböző időpontokban készült felvételek összehasonlítása során fedezik fel. A hirtelen kifényesedő, majd ezt követően fokozatosan elhalványuló források általában szupernóva-robbanásra utalnak. Cooke és munkatársai erre alapozva a CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) teleszkóppal végzett egyik, több éven keresztül tartó felmérés anyagából válogatott felvételeket vetettek össze más években gyűjtött anyaggal. Adott területekről különböző időpontokban készült felvételek "összedolgozásával" Cooke és munkatársai jelentősen ki tudták terjeszteni a detektálhatóság határát. Az eljárás lényege tulajdonképpen az, hogy egy nagyon hosszú expozíciójú – a gyakorlatban egyébként nem kivitelezhető – felvétel helyett több, rövidebb expozíciójú felvétel számítógépes összegzésével érik el a halványabb határmagnitúdót.

Négy évet átfogó archív felvételek kombinálásával Cooke és kollégái négy potenciális szupernóvát azonosítottak, melyeket aztán a Keck I és Keck II teleszkópok spektrográfjaival (Low Resolution Imaging Spectrograph, Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) is észleltek. A színképfelvételek a robbanások tényének megerősítéséhez kellenek, ugyanis a kataklizma során ledobódó és a korábban távozott anyag kölcsönhatása olyan emissziós színképvonalakat eredményez, melyek még nagyon nagy távolságból és évek múltán is detektálhatók. A spektrumok alapján három jelöltet sikerült megerősíteni, ezek közül kettő vöröseltolódása z=2 fölött van, azaz távolságuk körülbelül 11 milliárd fényév.

Ez új rekord a szupernóvák körében, a korábbi csúcstartó távolsága "mindössze" 6 milliárd fényév. Nem veszélyezteti azonban az abszolút távolságrekordert, a GRB 090423 gammavillanást, ami 13 milliárd évvel ezelőtt következett be, mikor az Univerzum még csak 700 millió éves volt.

A kép a GRB 090423 jelű gammavillanásról a NASA Swift műholdjának ultraibolya/optikai (kék és zöld) és röntgenteleszkópjával (narancs és vörös) készült felvételek számítógépes kombinációja. A villanáshoz nem társult látható tartománybeli sugárzás. A leképezett terület szélessége 6,3 ívperc.
[NASA/Swift/Stefan Immler]

Az első csillaggenerációk pusztulásának tanulmányozása nagy fontosságú az Univerzum fejlődésének, a kémiai elemek, a későbbi csillaggenerációk és bolygók, s végső soron az élet kialakulásának megértése szempontjából. A feladathoz nagy segítséget nyújhatnak a jövőben munkába álló nagyméretű, kiterjedt felmérések céljait szolgáló teleszkópok.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2009. július 9-i számában jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás