Új típusú szupernóva-robbanás

A világegyetem legnagyobb energiájú eseményei közé tartozó szupernóva-robbanások rendszerezése több évtizedes múltra tekint vissza, ennek ellenére a mai napig nem teljesen egyértelmű. Az eredeti osztályozás azon alapul, hogy a szupernóvák színképében milyen kémiai elemek jelenlétére (illetve hiányára) lehet következtetni.

Anyaghiány

Az I-es típusba tartozó szupernóvák spektrumában nincs hidrogén, ezen belül az Ia osztályra a szilícium, az Ib-re a hélium vonalai jellemzőek, míg az Ic típusúak színképében nem (vagy csak nagyon kis mértékben) található meg a felsorolt három elem. A II-es típusú objektumok közös tulajdonsága, hogy spektrumukban főként a hidrogénvonalak dominálnak, ugyanakkor a fénygörbék, illetve a színképek közötti eltérések miatt több alosztályt is megkülönböztetünk.

Az utóbbi három-négy évtized vizsgálatai alapján kiderült, hogy fizikailag a szupernóva-robbanások két fő kategóriába sorolhatóak. Az Ia típusnál egy kettős rendszerben lévő fehér törpecsillag (melynek tömege a társobjektumról való anyagátáramlás révén folytonosan növekszik, míg át nem lép egy kritikus határt) termonukleáris robbanásáról, míg az összes többi esetben nagy tömegű (körülbelül nyolc naptömeg kezdeti tömeg feletti) csillagok magjának gravitációs összeomlásáról beszélünk - utóbbiakat összefoglaló néven kollapszár szupernóváknak is nevezik.

A mag kollapszusa különböző típusú csillagoknál is bekövetkezhet, ami eltérő körülményekhez vezet a robbanás során. Ma úgy véljük, hogy a II-es típusú szupernóva-robbanásokat kb. 8 és 25 naptömeg közé eső (többnyire vörös szuperóriás állapotban lévő) csillagok, míg az Ib és Ic osztályú eseményeket ennél is nagyobb tömegű, életük vége felé erős anyagkiáramlást mutató, úgynevezett Wolf-Rayet csillagok magösszeomlása váltja ki. Egyfajta elképzelésünk tehát már van a szupernóvákról, de rengeteg még a tisztázandó részlet - például, hogy van-e átmenet az egyes kollapszárkategóriák között, illetve léteznek-e eddig ismeretlen típusú robbanások.

Utóbbi kérdést feszegeti egy nemzetközi kutatócsoport, amely a körülbelül 120 millió fényévre lévő NGC 1032 galaxisban négy évvel ezelőtt feltűnt, SN 2005E jelű szupernóvát vizsgálta meg. Ezen égitest fénygörbe- és színképvizsgálatai meglehetősen érdekes eredményeket hoztak. A gyorsan halványodó fénygörbe elvileg kizárja, hogy Ia- típusú eseményről (azaz egy fehér törpe robbanásáról) legyen szó, de a másik nagy csoportba való besorolás ellen is több érv szól. Az "új csillag" a galaxis külső, csillagokban szegény tartományában tűnt fel, míg a kollapszár szupernóvákat rendszerint sűrű csillagkeletkezési területek közelében látjuk. Szintén az ellenérvek kategóriájába tartozik, hogy a robbanáskor kidobódó anyag becsült mennyisége jóval kevesebb (körülbelül 0,3 naptömeg) a jellemző, néhány naptömegnyi értéknél, valamint hogy a színképben az átlagosnál 5-10-szer több kálciumot mutattak ki.

Végső felvillanás

A cikk szerzői szerint az eredmények fényében elképzelhető, hogy az eredetileg Ib osztályba sorolt objektum valójában egy eddig ismeretlen típusú szupernóva-robbanás első képviselője. A színképek alapján rekonstruált események főként héliumizotópok fúziójából származó elemek megjelenésére utalnak - a kutatók egyik elképzelése ezért az, hogy valójában egy olyan fehér törpe végső felvillanását láttuk, melyre a társcsillagról héliumban gazdag anyag áramlott át a robbanást megelőző időszakban. A témakör néhány szakértője ugyanakkor arra figyelmeztet, hogy korábban is előfordultak már különleges szupernóvák, de ez nem jelenti feltétlenül új osztály kialakításának szükségességét.

Mindenesetre ha helyes az izraeli-amerikai csoport elmélete, az két fontos kérdésre is választ adhat. A héliumban gazdag objektumok szupernóva-robbanása során elméletileg sok radioaktív 44Ti (titán) izotóp keletkezik, melyek bomlásuk során pozitronokat bocsátanak ki - az ilyen típusú események magyarázatként szolgálhatnának a Tejútrendszer központi vidékének meglepően nagy mértékű antianyag-kibocsátására. Szintén a 44-es titánizotópok bomlása során jönnek létre a 44Ca (kálcium) izotópok, melyek Naprendszerünk kálciumtartalmának mintegy két százalékát adják, és eredetükre eddig nem volt megfelelő elképzelés - a mostani vizsgálatok tükrében nem kizárt, hogy egyszer régen egy ilyen típusú szupernóva robbant fel a közelünkben.