Ábrahám
17 °C
29 °C

Új szupernóvatípust azonosítottak

2011.05.02. 17:18
Egy magyar kutató részvételével zajló új, átfogó vizsgálat során közel húsz Ia típusú szupernóva színképében azonosítottak szénvonalakat, amik sok mindent elárulhatnak a robbanási folyamatok ismeretlen részleteiről.

A szakemberek 15-20 éve az Ia típusú szupernóva-robbanásokat a legegyértelműbben leírható asztrofizikai folyamatok közé sorolták (egy kettős rendszerben lévő, normál társcsillagától anyagot elszívó fehér törpe a Chandrasekhar-tömeghatár elérése után termonukleáris robbanásban megsemmisül), az utóbbi időben számos jel utalt arra, hogy valójában nem igazán vagyunk tisztában az ebbe a kategóriába sorolt csillagrobbanási folyamatokkal.

A korábban standard gyertyáknak, azaz minden esetben azonos tömegnél és azonos módon robbanó, így azonos abszolút fényességűnek vélt Ia szupernóvákról alkotott összkép ma már jóval árnyaltabb. Egyre több szupernóvát fedeznek fel, és az összpéldányszám növekedésével a különleges esetek száma is növekszik - annyira, hogy az Ia típus esetében lassan értelmetlenné válik a normál kategória használata.

A megfigyelt különbségek egy része magyarázható azzal, hogy a robbanások nem gömbszimmetrikusak és a színképekben, fénygörbéken látszó eltérések függnek a robbanási felhő szimmetriatengelyére való rálátás szögétől. Ugyanakkor egyre biztosabbnak tűnik, hogy klasszikus, egy fehér törpe + egy normál csillag alkotta rendszerek mellett más módon (pl. két fehér törpe összeolvadása révén) is bekövetkezhet egy Ia típusú szupernóva-robbanás.

A főbb tisztázandó kérdések közé tartozik a fehér törpék robbanási mechanizmusának pontos leírása. Másképp zajlódnak az események, ha a hirtelen beinduló fúziós reakciósorozat terjedési sebessége nem éri el a közegbeli hangsebességet (deflagráció), vagy ha meghaladja azt (detonáció) - utóbbi esetben lökéshullámok alakulnak ki. A kétféle folyamat eltérő eredményekre vezet a robbanásban keletkező elemek gyakoriságát és térbeli eloszlását illetően is. Önmagában egyik modell sem ad a megfigyelésekkel jól összeegyeztethető eredményeket - jelenleg a legvalószínűbbnek az tűnik, hogy a deflagráció idővel detonációba megy át.

Az Ia típusú szupernóva-robbanások során lejátszódó folyamatok egyik legjobb nyomjelzője a fúziós folyamatokból kimaradó elemek mennyiségének és térbeli eloszlásának kimutatása. A fehér törpék esetében ez szén- és oxigénatomokat jelent, de csak az előző elem esetében lehet biztosra menni (a robbanás előtt a fehér törpe szénből és oxigénből áll, de oxigén a robbanás során, szén atommagok fúziójából is keletkezhet). A feladatot két tényező is nehezíti. Egyrészt korai fázisból származó, jó felbontású színképekre van szükség, másrészt az ebben az időszakban kb. 10 ezer K hőmérsékletű maradványban megfigyelhető, egyszeresen ionizált szénvonalak (C II, 658 nm) a náluk sokkal erősebb Si II vonalak közvetlen szomszédságában vannak, így sokszor nehéz azonosítani őket.

Fantáziakép egy "klasszikus" Ia szupernóva felrobbanásáról - úgy tűnik, a fehér törpék végső robbanásáról alkotott összkép jóval árnyaltabb, mint korábban gondoltuk (D. A. Hardy, astroart.org).
Fantáziakép egy "klasszikus" Ia szupernóva felrobbanásáról - úgy tűnik, a fehér törpék végső robbanásáról alkotott összkép jóval árnyaltabb, mint korábban gondoltuk (D. A. Hardy, astroart.org).

A korábbi vizsgálatok során csak néhány esetben mutatták ki a C II vonalak jelenlétét, de nem lehetett eldönteni, hogy valóban kevés szénatomot látunk-e (esetleg ezt a robbanási felhő szimmetriatengelyére való rálátás szöge befolyásolja), vagy csak méréstechnikai effektusról van szó. A kérdés eldöntésére J. T. Parrent (Wilder Lab, Hanover, USA) és munkatársai (köztük Vinkó Józseffel, a Szegedi Tudományegyetem egyetemi docensével) alapos spektrummodellezési eljárások alá vetettek egy 68 szupernóvát tartalmazó megfigyelési mintát.

Az eredmények alapján a vizsgált objektumok közel harmadánál (a 68-ból 19 szupernóvánál) sikerült bizonyítani ionizált szén jelenlétét. A kutatók véleménye szerint ez az arány nagyobb is lehet, ha az összes Ia szupernóváról lehetne nagyon korai fázisban (a maximális fényesség elérése előtt max. egy héttel) jó minőségű színképeket felvenni. Parrent és kollégái munkája arra utal, hogy a szénvonalak alapos tanulmányozása lehetőséget teremthet az Ia szupernóvák megfigyelt jellemzői és a robbanási mechanizmus közötti összefüggések feltárásában.