2011.06.14. - Fé­nye­sen és ké­ken ra­gyog­nak az új tí­pu­sú szu­per­nó­vák

Az új csa­lád­ba so­rolt szu­per­nó­vák vagy Na­punk­nál akár száz­szor na­gyobb tö­me­gű csil­la­gok vég­ső rob­ba­ná­sai, vagy pe­dig na­gyon erős mág­ne­ses te­ret kel­tő ne­ut­ron­csil­la­gok ma­rad­nak vissza szü­lő­ob­jek­tu­ma­ik­ból.

Ro­bert Qu­imby (Ca­li­for­nia Ins­ti­tu­te of Tech­no­logy) és mun­ka­tár­sai a Pa­lomar Tran­sient Fac­to­ry (PTF) ke­re­ső­prog­ram ke­re­té­ben a szu­per­nó­va-rob­ba­ná­sok egy új, kü­lön­le­ges al­osz­tá­lyát azo­no­sí­tot­ták. A tör­té­net egy hat év­vel ez­előtt ta­lált szu­per­nó­va, az SN 2005ap fel­fe­de­zé­sé­vel kez­dő­dött, me­lyet ak­ko­ri­ban egy kü­lön­le­ges ob­jek­tum­nak köny­vel­tek el: ez volt az ad­dig ta­lált leg­fé­nye­sebb csil­lag­rob­ba­nás, rá­adá­sul szín­ké­pe és fény­gör­bé­je alap­ján nem le­he­tett egy­ér­tel­mű­en be­so­rol­ni egyik ak­ko­ri al­cso­port­ba sem. Nem sok­kal ké­sőbb a Hubb­le Űr­táv­cső se­gít­sé­gé­vel egy má­sik, SCP 06F6 név­re ke­resz­telt szu­per­nó­va is a csil­la­gá­szok hor­gá­ra akadt, en­nek szin­tén na­gyon kü­lön­le­ges szín­ké­pe volt, ugyan­ak­kor el­ső rá­né­zés­re az SN 2005ap-étől is kü­lön­bö­zött.

A PTF két év­vel ez­előt­ti be­in­du­lá­sa nagy mér­ték­ben meg­nö­vel­te a fel­fe­de­zett - ez­zel együtt a kü­lön­le­ges­nek szá­mí­tó - szu­per­nó­vák szá­mát. A csil­la­gá­szok szá­má­ra egy­re vi­lá­go­sab­bá vá­lik, hogy az ere­de­ti­leg két fő szín­ké­pi cso­port­ba, il­let­ve eze­ken be­lül né­hány al­cso­port­ba so­rolt csil­lag­rob­ba­ná­sok va­ló­já­ban sok­kal vál­to­za­to­sabb tu­laj­don­sá­gok­kal jel­le­mez­he­tő­ek. Ugyan­ak­kor az egy­re nö­vek­vő ob­jek­tum­szám se­gít az ed­dig is­me­ret­len szu­per­nó­va-csa­lá­dok meg­ha­tá­ro­zá­sá­ban, aho­gyan ezt a mos­ta­ni be­je­len­tés is alá­tá­maszt­ja.

2009 és 2010 fo­lya­mán a PTF prog­ram ke­re­té­ben négy na­gyon fé­nyes, az át­la­gos­nál ké­kebb szu­per­nó­vát ta­lál­tak, me­lyek szín­ké­pei (eze­ket a 10 mé­te­res Keck-táv­csö­vek­kel, az 5,1 mé­te­res Pa­lomar-táv­cső­vel és a 4,2 mé­te­res Wil­li­am Her­schel Táv­cső­vel vet­ték fel) na­gyon ha­son­lí­ta­nak egy­más­ra: mind­egyik­ből hi­á­nyoz­nak a hid­ro­gén­vo­na­lak, és a vo­na­lak ki­szé­le­se­dé­se alap­ján a ma­rad­vá­nyok nagy se­bes­ség­gel (kö­rül­be­lül 10-15 ezer km/s) tá­gul­nak. Qu­imby és mun­ka­tár­sai ész­re­vet­ték, hogy az SN 2005ap szín­ké­pe is a négy újon­nan ta­lált csil­lag­rob­ba­ná­sé­hoz ha­son­lít, sőt, a Hubb­le Űr­táv­cső­vel ta­lált SCP 06F6 is eh­hez a csa­lád­hoz tar­to­zik. Utób­bi fel­is­me­rést az ne­he­zí­tet­te, hogy ez a rob­ba­nás jó­val tá­vo­labb tör­tént, ezért a szín­kép­vo­na­lak vö­rös­el­to­ló­dá­sa sok­kal na­gyobb mér­té­kű, mint a má­sik öt szu­per­nó­va ese­té­ben.

A PTF prog­ram ke­re­té­ben ta­lált négy szu­per­fé­nyes, ké­kes szu­per­nó­va (bal­ról jobb­ra: PTF09a­tu, PTF09cnd, PTF09cwl és PTF10cwr). Fe­lül a rob­ba­nás előt­ti, alul az azt kö­ve­tő fel­vé­te­lek lát­ha­tó­ak.
[Cal­tech/R. Qu­imby/Na­tu­re]

Az új szu­per­nó­va-csa­lád tag­jai meg­le­he­tő­sen kü­lön­le­ges tu­laj­don­sá­go­kat mu­tat­nak. Az át­la­gos­nál jó­val hosszabb ide­ig tart a ma­xi­má­lis fé­nyes­ség el­éré­se (kö­rül­be­lül 50 nap), na­gyon in­ten­zí­ven és hosszú ide­ig su­gá­roz­nak az ult­ra­ibo­lya tar­to­mány­ban, és fény­gör­bé­ik csök­ke­nő sza­ka­sza is más me­re­dek­sé­gű, mint a töb­bi csil­lag­rob­ba­ná­sé. A leg­na­gyobb fej­tö­rést a na­gyon nagy ab­szo­lút fé­nyes­ség, il­let­ve az ezek alap­ján szá­molt ener­gia­ki­bo­csá­tás ér­té­ke okoz­ta. A töb­bi tí­pus­nál al­kal­ma­zott, a rob­ba­nást kö­ve­tő ener­gia­ter­me­lé­si le­he­tő­sé­gek (ra­dio­ak­tív bom­lás, a ma­rad­vány­ban ter­je­dő lö­kés­hul­lá­mok, il­let­ve ezek köl­csön­ha­tá­sa a hid­ro­gén­ben gaz­dag csil­lag­kö­rü­li anyag­gal) egyi­ké­vel sem le­he­tett meg­fe­le­lő­en ér­tel­mez­ni a meg­fi­gye­lé­se­ket.

Qu­imby és kol­lé­gái két ma­gya­rá­za­tot ta­lál­tak az új tí­pu­sú szu­per­nó­vák ki­ala­ku­lá­sá­ra. Az egyik sze­rint ezek a rob­ba­ná­sok óri­á­si, 90-130 nap­tö­me­gű csil­la­gok gra­vi­tá­ci­ós össze­om­lá­sá­nak ered­mé­nyei. A meg­fi­gyelt szín­ké­pi jel­lem­zők alap­ján a csil­la­gok már jó­val a rob­ba­nás előtt le­dob­hat­ták ma­guk­ról hid­ro­gén­ben gaz­dag kül­ső ré­te­ge­i­ket, ké­sőbb pe­dig a ne­he­zebb ele­mek­ből (szén, oxi­gén) ál­ló gáz­hé­ja­kat is. A rob­ba­nást kö­ve­tő­en ki­ala­ku­ló lö­kés­hul­lá­mok ezek­kel az utób­bi hé­jak­kal lép­het­nek köl­csön­ha­tás­ba, és ez okoz­za a ké­sői, nagy­mér­té­kű fel­fé­nye­se­dést. A má­sik ma­gya­rá­zat sze­rint egy na­gyon erős mág­ne­ses te­ret kel­tő ne­ut­ron­csil­lag (ún. mag­ne­tár) ma­rad vissza a rob­ba­nás cent­ru­má­ban, az erős mág­ne­ses tér és a nagy mennyi­sé­gű töl­tött ré­szecs­ke köl­csön­ha­tá­sa fé­ke­zi a mag­ne­tár for­gá­sát, a fel­sza­ba­du­ló ener­gia pe­dig fel­fű­ti a rob­ba­nás­ban le­do­bó­dó gáz­anya­got.

Az új szu­per­nó­va-osz­tály meg­is­me­ré­sé­hez to­váb­bi ob­jek­tu­mok fel­fe­de­zé­sé­re és elem­zé­sé­re van szük­ség. Az azon­ban már most bi­zo­nyos, hogy ezek az Uni­ver­zum egyik leg­na­gyobb ener­gi­á­jú fo­lya­ma­tá­nak kép­vi­se­lői, me­lyek rá­adá­sul já­ru­lé­kos ha­szon­nal is bír­nak. A PTF-min­ta elem­zé­se alap­ján ugyan­is az ext­rém fé­nyes szu­per­nó­vák hal­vány ga­la­xi­sok­ban rob­ban­nak fel, me­lye­ket amúgy akár ész­re sem ven­nénk, így a csil­lag­rob­ba­ná­sok egy­út­tal ed­dig is­me­ret­len ga­la­xi­sok ta­nul­má­nyo­zá­sát is elő­se­gí­tik.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Na­tu­re ma­ga­zin 2011. jú­ni­us 9-i szá­má­ban je­lent meg.

For­rás:

• Sci­en­ce­Da­ily 2011.06.08.