Új típusú csillaghalál

745

A GRB-k vagy gammakitörések az elektromágneses spektrum nagyenergiájú végén megfigyelhető, rövid, ám rendkívül nagy energia felszabadulására utaló jelenségek. Felfedezésük után úgy tűnt, hogy ezek lehetnek az Univerzum legnagyobb energiájú
robbanásai, és sokáig kétségesnek tűnt, hogy a mai fizikával meg lehet-e létüket magyarázni.

Később kiderült, hogy a hosszú (2 másodpercnél hosszabb) idejű GRB-k valószínűleg egy nagy tömegű magányos csillag felrobbanásának képei a gamma tartományban. Ezt megerősítette, hogy több GRB környezetében a hibahatáron belül hipernóva-robbanást lehetett látni (az első példa az SN 1998 bw = GRB 980425). A hipernóvák a szupernóvák speciális alosztályai, nagy abszolút fényesség (MV ~ –19 magnitúdó) és nagy ledobódási sebesség (kezdetben általában 30000 km/s körüli) jellemző. A hipernóva-GRB kapcsolatra utalt továbbá, hogy az  eddigi esetben észlelt röntgen-utófénylések szupernóva-robbanásra jellemző elemeket mutattak, továbbá a hosszú GRB-k általában erős csillagkeletkezést  mutató területen helyezkednek el, ahol várható nagy tömegű csillagok robbanása. Ez a kép "egycsapásra" megoldotta volna az energiamérleg problémáját is. A GRB-k a modell szerint nem a tér minden irányába sugároznak, hanem csak a robbanás által kitüntetett egyik irányba, ezért távolról is "elég fényesnek látszanak" – amennyiben ez a fénysugár éppen felénk mutat. Emiatt a gammafényességből és a távolságból nem lehet egyszerűen a robbanás energiájára következtetni. (A rövid GRB-k a ma általánosan elfogadott nézetek szerint kompakt objektumok ütközésével magyarázhatók.)

Augusztus 15-én két kutatócsoport (az egyik olasz, a másik jórészt észak-európai és ESO-kutatókból áll) egyszerre jelezte, hogy a viszonylag közeli (z = 0,125), több mint 100 másodpercig tartó GRB 060614 nem társítható hipernóvarobbanással. A második csoport megállapítása szerint a korábban megfigyelhető, 4 másodperces, halványabb, de szintén közeli (z= 0,089)  GRB 060505 sem járt együtt ilyen jelenséggel.

A GRB 060505 galaxisának képe 17 nappal a robbanás után. Bal szélső kép: a 8,2 m-es VLT-vel készült eredeti felvétel. Középen: ezt a képet láttuk volna, ha a gammavillanás egy klasszikus hipernóva-robbanást kísért volna. Jobb szélső kép: egy kisebb energiájú Ic típusú szupernóva így látszott volna. (Fynbo és munkatársai nyomán) 

Ezeket a GRB-ket a Swift műhold érzékelte, röntgen- és optikai utófénylésüket a rajta elhelyezett megfelelő detektorokkal jól megfigyelte. A GRB-t követő hipernóva-robbanást pár nappal a GRB után kellett volna látni, azonban ez elmaradt. Így mindkét csoport megállapíthatta, hogy a GRB-k helyén hetek múlva sem látszott nyoma semmilyen optikailag megfigyelhető hipernóva-robbanásnak, miközben a megfigyelések határfényessége (kb. –13,5 magnitúdó abszolút fényesség) többszörösen alatta volt a leghalványabb eddig ismert Ic típusú szupernóva várható látszólagos maximális fényességének. Felvetődött, hogy esetleg a csillagközi fényelnyelés miatt nem jutott el hozzánk a robbanás optikai fénye. Azonban a kutatók az utófénylés spektruma és a szülőgalaxis spektroszkópiája alapján azt is kimutatták, hogy a robbanásokat nem terhelte jelentős fényelnyelés, tehát minden bizonnyal a valóságban is úgy történt minden, ahogy láttuk.

Nyitva maradt a kérdés, hogy miért nem lehetett ezeknél a GRB-knél hipernóva megfelelőt detektálni. Egy kézenfekvő magyarázat az "összeomló nagy tömegű csillag" modelljén belül is kínálkozik azért, ez pedig a fekete lyuk keletkezésével együtt járó hipernóva-robbanás. A folyamat első szakaszában a beomló légkörben megindul a magról visszalökődő lökéshullám, azonban a "kemény felületű" neutroncsillag csak rövid ideig marad fenn, és hamarosan "mindent elnyelő" fekete lyukká válik. Ekkor a szupernóvákat fénylésre gerjesztő, nagyobb tömegű izotópok nagy része "azonnal" visszahull a fekete lyukba, a maradvány fénylése elmarad, és csak GRB-ként figyelhetjük meg a jelenséget. Ennek a modellnek a megerősítéséhez azonban mindkét kutatócsoport szerint további hasonló példák szükségesek. Egyelőre annyi bizonyos, hogy a nagytömegű csillagok "halálának" egy újabb, az eddigiektől lényegileg különböző folyamatára találtak két példát.

Forrás: astro-ph/0608313, astro-ph/0608322

Hozzászólás

hozzászólás