2012.11.06. - Szuperfényes szupernóvák az Univerzum peremén

A legtávolabbi ún. szuperfényes szupernóvákat azonosította egy kutatócsoport a CFHT teleszkóp felmérése alapján. A legelső csillagok kataklizmái nem sokkal az Ősrobbanás után következhettek be.

A kutatócsoport egyik tagja, Raymond Carlberg (University of Toronto) szerint az objektumok nem csak szokatlanul fényesek, de nagyon lassan is halványodtak el, ezen tulajdonságaik pedig megegyeznek az ún. pár-instabilitás szupernóvák (pair-instability supernovae) esetében tapasztalt jellemzőkkel. Ez a típusú robbanás akkor következik be, amikor az atommagok és a nagyenergiájú gamma-fotonok közötti ütközések eredményeként elektron-pozitron párok keletkeznek a csillag nagytömegű magjában, csökkentve ezzel a nyomást ott. A folyamat miatt a mag kollapszusa részleges, a felgyorsult termonukleáris fúzió pedig teljesen elfújja a csillag anyagát, anélkül, hogy fekete lyuk maradna vissza utána. A pár-instabilitás szupernóvák nagyon ritkák, az ilyen robbanás feltétele a nagy tömeg és a nagyon alacsony fémtartalom, emiatt csak a legelső csillaggenerációktól várható.

Fantáziarajz egy nagy vöröseltolódású, nagy csillagkeletkezési rátával bíró kölcsönható galaxispár egyik tagjában bekövetkezett szuperfényes szupernóva-robbanásról.
[M. Martig, A. Malec (Swinburne University)]

Az SN2213 és az SN1000+2016 jelzéssel ellátott szupernóvát a Canada-France-Hawaii Telescope által végzett felmérés (CFHT Legacy Survey) során készített felvételeken azonosították. Hasonló felmérések alapján fedezték fel az elmúlt évtizedben az első szuperfényes szupernóvákat is, melyek 10-100-szor fényesebbek, mint a "normál" társaik. Mindkét objektumot egy olyan keresési eljárással detektálták a torontói egyetemen, melynek során először a nagy vöröseltolódású, aktív csillagkeletkezést mutató galaxisokat szűrik ki a mintából, majd ezekben keresnek olyan, a normál szupernóva-robbanásoknál sokkal fényesebb explóziókat, melyek karakterisztikus elhalványodási ideje is szokatlanul hosszú.

Pár-instabilitás szupernóvák csak 150-300 naptömegnyi csillagokból jöhetnek létre. A jelenlegi Univerzumban ilyen nagy tömegű csillagok már nem alakulhatnak ki, mivel a termonukleáris fúzió beindulása után a sugárzó csillag elfújja a gázutánpótlást. A Világegyetem életének nagyon korai szakaszában azonban az anyag a gyakorlatilag még nulla fémtartalma miatt szinte teljesen átlátszó volt a sugárzás számára, így a begyulladó csillagokra ráhullhatott a nagy kezdőtömeg eléréséhez szükséges gázmennyiség.

Az óriási tömegű csillagok pályafutása azonban rövid. A magas hőmérséklet miatt csak részlegesen összeomló és tovább melegedő magban végül is elegendő mennyiségű oxigén és szilícium jön létre ahhoz, hogy a fúziójuk miatti nukleáris robbanás sokkal fényesebb legyen, mint más mechanizmusok esetében.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin online kiadásában jelent meg 2012. október 31-én.

Forrás:

• ScienceDaily 2012.11.01.