2009.11.19. - Szupernóva-robbanás előszelét detektálták?

Az ESO műszereivel részletesen tanulmányozták egy olyan kettőscsillag kitörését, melynek komponensei között zajló folyamatok jó eséllyel vezetnek a jövőben egy Ia típusú szupernóva-robbanáshoz.

A modern asztrofizika számos nagy problémája közül az egyik az ún. Ia típusú szupernóvák robbanásának kérdése, az, hogy milyen típusú csillagrendszerekben és pontosan hogyan is következik be a kataklizma. A mai elképzelések szerint olyan kettős rendszerekben, melyek egyik komponense egy elfejlődött objektum, egy fehér törpe, a másik pedig egy normál csillag. A kettős tagjai azonban olyan közel keringenek egymáshoz, hogy a fehér törpe folyamatosan anyagot szív át a kísérőjétől. Ahogyan ez az átáramló anyag a fehér törpe felszínén rétegződik és egyre sűrűbbé válik, elér egy instabil állapotot, s ekkor egy része egy nóvakitörés során ledobódik. Az elméletek szerint ez a tulajdonképpen szabályozottan lezajló termonukleáris robbanás a kompnensekre nézve nem végzetes, utána az anyagbegyűjtés tovább folytatódhat, s a folyamat megismétlődhet. Ahhoz, hogy a nagyobb kataklizma, a szupernóva-robbanás is bekövetkezzen, a fehér törpe tömegének mindenképpen el kell érnie egy értéket, az ún. Chandrasekhar-határt, ami körülbelül 1,4 naptömeg. Rendkívül fontos tehát azon kérdés megválaszolása, hogy a fehér törpe tömege a nóvakitörések során elszenvedett anyagvesztés ellenére meg tudja-e haladni a Chandrasekhar-határt, aminek következtében a törpe és kísérőjének sorsa aztán végleg megpecsételődik.

A V445 Puppis 2000 novemberében bekövetkezett nóvakitörése közben ledobott anyag tágulása jól nyomon követhető az ESO VLT távcsőrendszerén üzemelő NACO adaptív optikás infravörös képalkotó rendszerrel 2005 márciusa és 2007 márciusa között készített felvételek alapján. Az észlelések elemzése alapján a V445 Puppis jó eséllyel válhat a jövőben Ia típusú szupernóvává.
[ESO/P.A. Woudt]

Patrick Woudt (University of Cape Town) és munkatársai a V445 Puppis katalógusjelű objektumot tanulmányozták egy két évet átfogó időszak alatt több alkalommal is az ESO VLT távcsőrendszerének 4. tagján (UT4) üzemelő NACO (Nasmyth Adaptive Optics System [NAOS] + Near-Infrared Imager and Spectrograph [CONICA]) adaptív optikás, a közeli infravörös tartományban működő képalkotó műszeregyüttessel. A légkör zavaró hatásait nagymértékben lecsökkentő adaptív optikai rendszernek köszönhetően a rögzített képeken részleteiben is tanulmányozható a csillagrendszerben 2000 novemberében bekövetkezett, a kettős megelőző intenzitásához képesti 250-szeres kifényesedést okozó nóvarobbanás során ledobott anyag bipoláris kiáramlásának időbeli folyamata. Az első, 2005 márciusi felvételen a jet-ek még nagyon vékonyak, de már mindkettő végén megfigyelhető egy-egy csomó, melyek óránként körülbelül 30 millió kilométeres sebességgel mozognak kifele. Az eddig észlelt nóvarobbanásoktól eltérően maga a burok is óriási, mintegy 24 millió km/h sebességgel tágul. A két csillagot egy vastag, valószínűleg a megelőző kitörés során keletkezett porkorong rejti előlünk.

A V445 Puppis eddig az egyetlen nóva, melynek spektrumában egyáltalán nem azonosíthatók a hidrogén vonalai, s így az első, melynél a fehér törpe felszínén bekövetkező termonukleáris robbanást nem a hidrogén, hanem a hélium dominálta. Danny Steeghs (University of Warwick) szerint ezt az is alátámasztja, hogy a kísérőre is jellemző a hidrogénhiány, azaz a fehér törpe a másodkomponensről héliumban gazdag anyagot szívhat csak át.

A kutatócsoport az ESO VLT/NACO páros mellett egyéb teleszkóp/műszer együttesekkel (ESO NTT/SOFI, Magellan/IMACS, SAAO/ISF+SIRIUS) is vizsgálta az objektumot, melynek eredményeként távolságát és fényességét is meg tudták határozni. Előbbi körülbelül 25 ezer fényév, utóbbi pedig több, mint a Napénak a tízezerszerese. Ezek alapján a "vámpír" fehér törpe tömege közel van a kritikus határhoz, s mivel továbbra is jelentős ütemben szívja a kísérőjétől az anyagot, Woudt szerint a jövőben jó eséllyel válhat Ia típusú szupernóvává. Azaz a V445 Puppis nagy valószínűséggel egy Ia típusú szupernóva progenitora (szülőcsillaga), ezért a megfigyeléséből származó eredmények nagyban segíthetik ezen szupernóvatípus jobb megértését.

Az Ia típusú szupernóvák főként azért érdekesek, mert nagy szerepük van az Univerzum távolságskáláinak kalibrálásában (ún. sztenderd gyertyák), így vizsgálatuk áttételesen az elképzelések szerint a Világegyetem gyorsuló tágulásáért felelős sötét energia jobb megismeréséhez is hozzájárulhat.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiraban jelent meg.

Forrás:

• ESO 43/09 - Science Release
• arXiv:0910.1069v1 [astro-ph.SR]