2013.12.02. - Ezerszeres hangsebességű lökéshullám fűti a szupernóva-maradványt

A szupernóvák hetek alatt elhalványodnak, a robbanás következtében ledobódott anyag azonban még több ezer évig ragyoghat szupernóva-maradványként. Vajon milyen folyamat szolgáltathatja az energiát ehhez?

A Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics kutatói a Tycho-féle szupernóva-maradvánnyal kapcsolatban azt állapították meg, hogy annak anyagát egy befele, a gázban érvényes hangsebesség mintegy ezerszeresével mozgó lökéshullám fűti, ezért ragyog az még ma is fényesen a röntgentartományban. A vizsgálat vezetője, Hiroya Yamaguchi szerint az inverz lökéshullám nélkül nem is tanulmányozhatnánk az évszázados, évezredes szupernóva-robbanások maradványait.

A Tycho Brahe által 1572-ben a Cassiopeia csillagképben észlelt "új csillag" fényessége - ékesen cáfolva az égbolt változatlanságába vetett korabeli hitet - a maximumban a Vénuszéval vetekedett, a szabad szemes láthatóság (akkoriban még nem állt távcső a csillagászok rendelkezésére) határa alá pedig körülbelül egy év múlva halványodott. Ma már tudjuk, hogy a robbanás Ia típusú volt, azaz egy kettős rendszer fehér törpe komponensével kapcsolatos.

A kataklizma során ledobódott, szilíciumot és vasat is tartalmazó közeg körülbelül 5 ezer km/s-os sebességgel kezdett el tágulni. Mikor beleütközött a környező csillagközi tér anyagába, a kölcsönhatás következtében két lökéshullám jött létre: egyik a hangsebesség mintegy 300-szorosával mozgott tovább kifele, a másik pedig több mint háromszor ekkora sebességgel "pattant vissza", azaz ez a lökés befele indult. A visszafele haladó lökéshullám fűti a gázt a szupernóva-maradvány belsejében, fénylésre késztetve azt, csak nem a látható, hanem a röntgentartományban. Így tulajdonképpen a visszapattanó lökés az, ami lehetővé teszi, hogy több száz év elteltével is tanulmányozhassuk a maradványt.

A Tycho-féle szupernóva-maradványnak a Chandra űrtávcső által készített képe. A vörössel kódolt kis energiájú röntgensugárzás a robbanás táguló törmelékét, míg a kék színnel kódolt nagy energiájú sugárzás a lökéshullám által felfűtött elektronok által alkotott burkot rajzolja ki.
[Röntgen - NASA/CXC/Rutgers/K. Eriksen és mtsai, optikai (háttér) - DSS]

A kutatócsoport a Suzaku műhold műszereivel tanulmányozta a Tycho-féle maradványt a röntgentartományban. Azt találták, hogy a befele haladó lökéshullámot keresztező elektronokat nagyon gyorsan felfűti egy egyelőre még nem teljesen értett folyamat. A bizonytalanságok ellenére az ő eredményük az első, amely egyértelmű bizonyítékot szolgáltat az elektronok inverz lökéshullám általi hatékony, ütközésmentes felfűtésére. Most még persze csak a Tycho-maradvány esetében, de más fiatal szupernóva-maradványoknál is terveznek hasonló vizsgálatokat.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.11.25.