Emőd
19 °C
34 °C
Index - In English In English Eng

Hatszor is elsülhet egy szupernóva

2007.11.23. 10:35
A 2006-ban felfedezett, SN 2006gy jelzéssel ellátott szupernóva robbanása körülbelül százszor fényesebb volt, mint egy szokásos szupernóváé, aminek a megmagyarázása az elméleti szakemberek számára nagy kihívás - írja a hírek.csillagászat.hu portál. Kérdés, hogy milyen folyamat okozhatott ilyen óriási robbanást.

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.

Fantáziakép a sorozatos szupernóvától (forrás: NASA)

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.

Ütközések

Két másik csillagász Simon Portegies Zwart és Edward van den Heuvel a szokatlan fényességű robbanást két nagytömegű csillag összeolvadásával magyarázza. Tanulmányukban kimutatják, hogy fiatal, nagy sűrűségű csillaghalmazokban a nagy tömegű csillagok ütközsei eég gyakoriak ahhoz, hogy kialakulhasson az SN 2006gy robbanásához hasonlót produkáló találkozó és összeolvadás. Elképzelésük jogosságát igazolhatja, ha az SN 2006gy elhalványodása után (körülbelül egy év) a robbanás helyén nagytömegű csillagokból álló sűrű halmazt találunk.