2013.02.19. - Ritka robbanás hozhatta létre a legfiatalabb fekete lyukat

A NASA Chandra röntgenműhold új megfigyelései alapján a legfiatalabbnak gondolt tejútrendszerbeli fekete lyukat egy ritka szupernóva-robbanásból származó, erősen aszimmetrikus maradvány tartalmazza.

A W49B jelű szupernóva-maradvány távolsága mintegy 26 ezer fényév, a robbanás pedig, melynek eredményeként létrejött, a Földről nézve körülbelül ezer évvel ezelőtt következett be. A kutatást vezető Laura Lopez (Massachusetts Institute of Technology, MIT) szerint a W49B maga nemében az első a Tejútrendszerben, szülőcsillaga ugyanis nem a "megszokott" módon fejezte be életét. A nagytömegű csillagok esetében a nukleáris üzemanyag elfogyásakor a mag összeroskad, olyan folyamatok láncolatát elindítva, melyek gyakorlatilag azonnal szupernóva-robbannásban kulminálnak. A legtöbb esetben az explózió szimmetrikus, azaz a csillag által ledobott anyag irány szerinti eloszlása többé-kevésbé egyenletes. A W49B esetében azonban a robbanást elszenvedő (forgó) csillag pólusainak irányában az anyag sokkal nagyobb sebességgel távozott, mint az egyenlítője mentén. Így lefolyását, illetve a maradvány alakját leginkább a forgástengely mentén kilőtt jet-ek szabták meg.

A kataklizma törmeléke most a röntgenben, de más hullámhosszakon is fényesen ragyog, ékes bizonyítékát szolgáltatva a robbanás különleges voltának. A különböző elemek mennyiségének és maradványbeli eloszlásának meghatározása lehetővé tette, hogy azt összehasonlítsák a csillagrobbanások modelljeinek jóslataival. Vasat például csak a maradvány felében találtak, más elemek - például a kén és a szilícium - viszont minden részében jelen vannak, ami aszimmetrikus robbanásra utal. Enrico Ramirez-Ruiz (University of California at Santa Cruz) szerint ezt az is alátámasztja, hogy a W49B több hullámhossz-tartományban végzett megfigyelés alapján is más maradványoknál sokkal elnyúltabb és elliptikusabb.

A W49B szupernóva-maradvány hamisszínes kompozit képe. A kék és zöld a Chandra röntgenadatait, a barna a palomari infravörös méréseket, a bíbor pedig a VLA rádióadatait kódolja. A maradvány erősen aszimmetrikus, ez arra utal, hogy a robbanás során a legtöbb anyag a forgástengely pólusainak irányában dobódott ki, jóval nagyobb sebességgel, mint az egyenlítőnél.
[Röntgen - NASA/CXC/MIT/L. Lopez és tsai; infravörös - Palomar; rádió - NSF/NRAO/VLA]

A kutatócsoport azt is vizsgálta, hogy milyen típusú kompakt objektum keletkezhetett a szupernóva-robbanás után. A legtöbb esetben a nagytömegű csillagok explóziója egy gyorsan forgó neutroncsillagot eredményez, melyet gyakran a röntgen- vagy rádiópulzusai alapján lehet detektálni, de az is előfordul, hogy a röntgenemisszióban nincsenek pulzusok. A W49B maradványban az adatok leggondosabb elemzése sem mutatott ki neutroncsillagra utaló jeleket, ezért a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a felrobbant csillag helyén egy fekete lyuk maradt vissza. Ha valóban ez a helyzet, akkor Daniel Castro (MIT) szerint a W49B különleges lehetőséget nyújthat egy fiatal fekete lyuk keletkezési körülményeinek tanulmányozására.

A W49B robbanásához hasonló, jet-ek által hajtott csillagexplóziókat a gammavillanásokkal (GRB) is kapcsolatba hozzák. Bár GRB-ket - amelyek a feltételezések szerint szintén fekete lyukakat eredményeznek - eddig csak távoli galaxisokban figyeltek meg, és nincs is bizonyíték arra, hogy a W49B szupernóvája gammavillanást produkált volna, lehettek olyan tulajdonságai, melyek átfedést mutatnak a GRB-k megfelelő jellemzőivel.

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

Forrás:

• Chandra News 2013.02.13.