Hatszor is elsülhet egy szupernóva

Stan Woosley (University of California, Santa Cruz) és munkatársai számításai szerint egy nagyon nagy tömegű csillag több, egymástól időben szétváló szupernóva-szerű kitörést is produkálhat, melyek közül még az utolsó sem végzetes a csillag számára - a kitörések együttes hatásaként azonban előállhat az előzőleg soha nem tapasztalt fényességű szuperrobbanás.

A modell szerint az első, nem túl fényes szupernóvaként jelentkező robbanás csak egy burkot dob le a csillagról. A második, szintén szupernóva méretű robbanás során újabb anyaghéj dobódik ki, ami nagyobb sebességgel tágulva utoléri az első kitörés során ledobott anyagot, és az extrém felfénylés a két héj ütközésekor következik be. Woosley szerint a két héj olyan távolságban találkozik, hogy az ütközés következtében a teljes kinetikus energiájuk elektromágneses sugárzássá (fénnyé) alakul. Egy normál szupernóva-robbanás közben ez az arány csupán egy százalék körüli.

A nagy fogyás

A modell működéséhez 90 és 130 naptömeg közötti kiinduló tömeg szükséges. Ilyen nagy tömegű csillagok magjában a csillag életciklusa vége felé a hőmérséklet olyan magasra szökik, hogy a megfelelő energiájú fotonokból elektronok és antirészecskéik, pozitronok jöhetnek létre. Közben a sugárzási térből eltűnő fotonok miatt a sugárnyomás lecsökken, így a csillag magja gyorsan elkezd összehúzódni. A stabilitás megbomlásával járó folyamatot pár-instabilitásnak is nevezik.

A mag összehúzódása addig tart, amíg össze nem roppan. Ekkor robbanásszerűen elkezdi égetni a benne lévő anyagot, aminek következtében nagyon gyors tágulásba kezd, de ez még nem olyan intenzív, hogy szétrombolná az egész csillagot. A 90 és 130 naptömeg közötti tömegtartományban pulzáló folyamat lesz az eredmény: instabilitás - gyors tágulás és sugárzás - újabb összehúzódás - felmelegedés - instabilitás. A pulzálás addig tart, amíg a csillag a stabil állapotba visszakerüléshez elegendő tömeget nem veszít.

Woosley szerint kettő és hat robbanás között bármennyi előfordulhat, ezek lehetnek kisebb energiájúak, de óriásiak is. Még komplikáltabbá teheti a képet, hogy a stabilitás elérése után egy még mindig nagy, körülbelül 40 naptömegnyi objektum marad vissza, ami továbbfejlődve valószínűleg eljut a vasmag létrehozásáig, majd az összeroppan, és a csillag egy gammakitörésben fejezi be végleg a pályafutását.

Kozmikus ritkaság

A 110 naptömegű kiinduló állapotra elvégzett modellszámítás szerint az első nagy kitörés során a csillag egy nagyjából 25 naptömegű, hidrogénből és héliumból álló héjat dob le magáról, 200 napig követhető szupernóva-robbanást produkálva. A következő héj ledobása közel hét év múlva következik be, majd újabb kilenc év elteltével a csillag egy 2,2 naptömegű vasmagot hoz létre, ami végül gyorsan forgó neutroncsillaggá vagy fekete lyukká zuhan össze.

Az ilyen tömegű csillagok elég ritkák, különösen a mi Tejútrendszerünkben (jelenleg nem is ismerünk ennyire masszív csillagot), sokkal nagyobb számban lehettek azonban jelen a korai univerzumban. Bár létezésüket sokan kétségbe vonják, Woosley véleménye szerint bármely elméletnek, ami magyarázni szeretné az SN 2006gy robbanását, szüksége van ilyen nagy tömegű csillagok feltételezésére.