Huba
17 °C
33 °C

Lézercsillag segítségével fedeztek fel szupernóvát

2009.03.04. 19:20 Módosítva: 2009-03-04 19:21:13
Első alkalommal fedeztek fel szupernóvát adaptív optikás teleszkóppal. A sűrű porfelhőkbe burkolózó galaxist a nagytömegű csillagok kutatása közben észlelték.

Egy 250 millió fényév távolságú galaxisban (IRAS 17138-1017) fedeztek fel szupernóvát a Hawaii-szigeteken található 8,2 méteres Északi Gemini távcsővel, írja a Magyar Csillagászati Egyesület híroldala. Az SN 2008cs jelű szupernóva az első, amit lézeres műcsillagot használó úgynevezett adaptív optikával fedeztek fel, mindemellett a kutatók egy már korábban ismert, SN 2004iq jelzésű objektum létét is megerősítették az említett galaxisban.

Infravörös felvétel az IRAS 171138-1017 galaxisról - az újonnan felfedezett szupernóvát nyíl jelzi. (E. Kankare et al, T. Rector (Alaszkai Egyetem), Gemini Obszervatórium, NASA)
Infravörös felvétel az IRAS 171138-1017 galaxisról - az újonnan felfedezett szupernóvát nyíl jelzi. (E. Kankare et al, T. Rector (Alaszkai Egyetem), Gemini Obszervatórium, NASA)

A jelenlegi csillagfejlődési elméletek szerint csak a Nap tömegénél nyolcszor nehezebb csillagok jutnak el az életük végén olyan fejlődési szakaszba, melynek során magjuk összeroskad és szupernóvaként fényük akár egy galaxis összes csillagát is túlragyoghatja néhány napig, hétig. A nagytömegű csillagok a Naphoz hasonló vagy kisebb csilagokhoz képest ritkák, ám egy meglehetősen (és meglepően) általános érvényű összefüggés megadja az adott tömegű csillagok előfordulásának gyakoriságát. Ez alapján távoli csillagvárosokban a szupernóvák (azaz a nagytömegű csillagok) számából megbecsülhető, milyen aktív az adott galaxisban a csillagkeletkezés.

A kutatók tehát messzi, jelentős vöröseltolódást mutató galaxisokban is megmérhetik a csillagkeletkezés mértékét. A legérdekesebbek ilyen szempontból a szakemberek által infavörösben fényes, valamint ultrafényesnek talált galaxisok csoportja (LIRG, ULIRG), amelyek az infravörös tartományban ezer-tízezer milliárdnyi Napként sugároznak. Mindez annak köszönhető, hogy ezekben a galaxisokban nagyon aktív a csillagkeletkezés - ezek az úgynevezett csillagontó ("starburst") galaxisok. A fentiek alapján ezekben nagyobb gyakorisággal kellene szupernóvákat látnunk, ám ez mégsincs így: az eddig ismert 4500 szupernóvának csupán töredéke található infrafényes galaxisban.

A látszólagos ellentmondásért ezen galaxisok távolsága és jelentős portartalma is felelős. Egyrészt ezek az infravörösben fényes csillagvárosok legalább 150 millió fényévre találhatók, másrészt pedig fényük jelentős része a galaxis központi vidékéről ered - itt zajlanak ugyanis a heves csillagkeletkezési folyamatok. A galaxis csillagainak fényét azonban a benne található jelentős mennyiségű por elnyeli és az infravörös tartományban sugározza vissza. Ezért a LIRG és ULIRG galaxistípusokban nehéz felfedezni még a legfényesebb szupernóvákat is, ehhez nagy felbontású infravörös műszerekre van szükség.

Napjaink hatalmas, 8-10 m átmérőjű távcsövei felbontóképességének azonban határt szab a légkör nyugodtsága, amelyen egy speciális technikával, az adaptív optikával lehet átlépni. Ennek lényege, hogy egy fényes referenciacsillag vagy műcsillag segítségével folyamatosan figyelemmel kísérik a légkör torzító hatását és a másodperc töredéke alatt ehhez idomulva korrigálják a tükör felületét, így látványosan élesebb felvétel készíthető.

Halszemoptikás felvétel az Északi Gemini távcső mellől, amelyen lézeres műcsillag hasít magasan az égbe.
Halszemoptikás felvétel az Északi Gemini távcső mellől, amelyen lézeres műcsillag hasít magasan az égbe.

A finnországi Turku Egyetem kutatója, S. Mattila és csoportja már 2004-ben sikeresen használta az ESO VLT (Very Large Telescope) távcsöveinek egyikére szerelt, közeli infravörös kamerával ellátott adaptív optikás rendszerét. Ennek segítségével az IRAS 18293-3413 jelű galaxisban fel is fedezték az SN 2004ip jelzést kapott szupernóvát - észleléseikhez ekkor egy fényes, közeli vezetőcsillagot használtak. A kutatócsoport az időközben hozzájuk csatlakozó Stuart Ryder (Anglo-Australian Observatory) vezetésével ezúttal az Északi Gemini távcső műcsillaggal is működő adaptív optikás rendszerét és közeli-infravörös kameráját fogta munkára. Olyan LIRG típusú galaxisokban keresnek szupernóvákat, amelyek közelében nem található az adaptív optika működéséhez szükséges fényes csillag. Ebben az esetben egy lézer segítségével gerjesztik a légkör felső rétegében található nátrium atomokat, amivel gyakorlatilag "műcsillagot" hoznak létre a kívánt objektum közelében.

Az IRAS 171138-1017 galaxisról készített felvételek 2004-ben a HST-vel, valamint később, 2008-ban az Északi Gemini távcsővel.
Az IRAS 171138-1017 galaxisról készített felvételek 2004-ben a HST-vel, valamint később, 2008-ban az Északi Gemini távcsővel.

A csoport összesen kilenc LIRG típusú galaxist figyel meg, 3 - 6 havonta négy észlelési körben. Az első felfedezést már a harmadik célpontnál, az IRAS 171138-1017 jelű galaxisnál sikerült megtenniük. Az adaptív optkával készített képet egy korábbi, a Hubble űrtávcső 2004-ben készített felvételével összehasonlítva bukkantak rá a szupernóvára, amely az SN 2008cs jelet kapta. Emellett megerősítették egy korábban felfedezett szupernóva, az SN 2004iq létét is. Földi rádiótávcsövekkel az objektum nem termális eredetű rádiósugárzása alapján igazolták, hogy az újonnan felfedezett SN 2008cs valóban szupernóva.

Az SN 2008cs egy másik rekordot is megdönt, a vizuális tartományban ugyanis mintegy 18 magnitúdónyi fényelnyelést mértek. Ez azt jelenti, hogy a szupernóva a por hatásai nélkül 15 milliószor fényesebbnek látszott volna! A "szomszédos" SN 2004iq csupán 6 magnitúdóval volt halványabb a látóirányunkba eső pormennyiségnek köszönhetően, ami jól mutatja az infravörösben fényes galaxisok poranyagának csomós eloszlását.