Erre a kérdésre kereste a választ egy magyar csillagásszal is „megerősített” kutatócsoport – a rádiótartományban. Publikációjuk a rangos Nature folyóiratban jelent meg.
A nóvák valójában csillagászati méretű termonukleáris bombák. Amikor egy kettős rendszerben keringő fehér törpe felszínére a kísérőcsillagáról anyagbefogással elegendő hidrogén érkezik, és megfelelően nagy lesz a hőmérséklet és a nyomás, hirtelen beindul a magfúzió. A robbanás során a csillag rövid idő alatt jelentősen felfényesedik, anyagot dob le magáról, majd fokozatosan elhalványul. Egy tipikus nóvakitörés során a Nap tömegének 0,01%-át kitevő anyag távozhat, akár 1000 km/s sebességre felgyorsítva.
Először 2012 júniusában detektáltak gamma-sugárzást egy klasszikus (nem visszatérő) nóva irányából, a NASA Fermi-űrtávcsöve segítségével. A csillagászok számára váratlan volt, hogy az elektromágneses sugárzás e legnagyobb energiájú változata a nóvakitörésekkel is kapcsolatba hozható. A szóban forgó nóva a Monoceros (Egyszarvú) csillagképben látszik, neve V959 Mon, tőlünk mért távolsága pedig mintegy 6500 fényév. Azóta már további három nóvából is észlelt gamma-sugárzást a Fermi, de a V959 Mon viszonylagos közelsége hozzájárult ahhoz, hogy pont ennél az objektumnál fedezték fel először a nóvák gamma-sugárzását.
De honnan származik ez a sugárzás? A kérdésre a csillagászatban a legfinomabb felbontásra képes rádióinterferométeres mérésekkel keresték a választ. Végül nem csak a gamma-sugárzás eredetére derült fény, de a nóvakitörés fejlődésének egy valószínű forgatókönyvét is sikerült meghatározni, ami más nóvák esetén is érvényes lehet.
A rádiósugárzás egy része a kidobott forró gázban létrejövő fékezési sugárzás, amely elektromosan töltött szubatomi részecskék kölcsönhatásából ered. Egy kisebb része pedig az ún. szinkrotronsugárzás, amelyet relativisztikus sebességgel mozgó töltött részecskék keltenek erős mágneses térben. A gamma-sugárzás kialakulásához is éppen ilyen gyorsan mozgó részecskékre van szükség.
A V959 Mon rádiósugárzását először az Egyesült Államok Új-Mexikó államában található VLA (Very Large Array) rádiótávcső-rendszerrel térképezték fel. Később még sokkal finomabb felbontásra váltottak, a nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (VLBI) segítségével. A kontinensnyinél is nagyobb kiterjedésű amerikai és európai VLBI hálózatok mérései alapján a nóvában két, egymástól gyorsan távolodni látszó, fényes és kompakt szinkrotronsugárzó komponenst azonosítottak. Az elemzésbe bevonták még a brit e-MERLIN hálózat méréseit, valamint később, 2014-ben a VLA-val is újra megfigyelték a halványodó rádióforrást.
A nóva – sőt bizonyára általában a nóvák – három lényegesen eltérő működési szakaszát sikerült megkülönböztetni a rádiószerkezet változásainak követésével. A modell szerint az első fázisban a fehér törpe és a közeli kísérője keringéséből származó energia a pálya síkjában kidobódott, a két csillag közös burkát alkotó, sűrűbb anyagot gyorsítja. Később már a fehér törpéről származó gyors, a pályasíkra merőleges irányú anyagkiáramlás válik dominánssá. Amikor ez a gyorsan mozgó, poláris kiáramlás utoléri a korábban ledobott anyagot, az ott keletkező lökéshullám gyorsítja fel annyira a töltött részecskéket, hogy (szinkrotron) rádió- és gamma-sugárzás keletkezhessen.
A VLBI méréseket általában helyben elmentik, majd később egyesítik azokat egy korrelátorban. A fenti megfigyelések érdekessége, hogy részben e-VLBI-ként készültek: az európai VLBI adatokat ezúttal nem elmentették, hanem valós időben továbbították azokat a rádiótávcsövektől a korrelátorig az interneten keresztül, ahol azonnal egyesíteni is tudták őket.
A Nature október 16-ai számában megjelent cikket jegyző nemzetközi kutatócsoport vezetője Laura Chomiuk (Michigani Állami Egyetem, USA), egyik tagja Paragi Zsolt (JIVE, Hollandia). A szakcikk szabadon elérhető az arxiv.org-on.
