2009.03.24. - Koraszülött szupernóva?

Az SN 2005gl jelű szupernóva szülőcsillagának a Hubble űrteleszkóp archívumában fellelhető felvételei alapján úgy tűnik, hogy a csillag fejlődési állapotához képest a robbanás az elméletek által jósoltnál korábban következett be.

Az SN 2005gl jelzéssel ellátott szupernóva az NGC 266 katalógusjelű küllős spirális galaxisban tűnt fel 2005. október 5-én. Avishay Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Israel) és munkatársai a Hubble űrteleszkóp archívumát átvizsgálva 1997-es felvételeken azonosították a robbanás lehetséges szülőcsillagát, egy nagyon fényes, -10,3 magnitúdó abszolút fényességű forrást. A dolog érdekessége, hogy a Napunkénak körülbelül százszorosára becsült tömeggel rendelkező elpusztult csillag fejlődési állapota nem tűnik olyannak, mely alapján a nukleáris fúziós folyamatok végeredményeként előálló vasmagjának tömege már elérhette volna az elméletek által a robbanáshoz szükségesnek ítélt értéket. Azaz a robbanás a mai teóriák alapján Gal-Yam szerint be sem következhetett volna, ami viszont könnyen azt jelentheti, hogy a magyarázó elméletek alapvetései is revízióra szorulhatnak.

Az NGC 266 katalógusjelű küllős spirális galaxisban 2005. október 5-én feltűnt, a későbbiekben SN 2005gl jelzéssel ellátott szupernóva földi teleszkóppal készült képe.
[Puckett Observatory]

Az archív felvételek alapján a szülőcsillag olyan fényes volt, hogy valószínűleg az ún. fényes kék változók (Luminous Blue Variables, LBV) osztályába tartozott. Ezek a csillagok fejlődésük ezen szakaszában kezdeti tömegüknek jelentős részétől szabadulnak meg rendkívül erős csillagszél formájában. Az intenzív tömegvesztés fázisában alakul ki nagy vasmagjuk, amely folyamat végül a mag összeomlásához és a csillag szupernóvaként történő felrobbanásához vezet. Az elképzelések szerint az ilyen nagy tömegű csillagok, mint például a tejútrendszerbeli η Carinae, a végső pusztulásuk előtt külső, főleg hidrogénből álló héjaikat teljes egészében elvesztik. Douglas Leonard (San Diego State University) szerint azonban a mostani eredmények fényében ez talán nem mindig van így, ami azt jelenheti, hogy a mag és a külső héjak fejlődése sokkal kevésbé függ egymástól, mint ahogyan eddig gondolták, ez pedig a jelenleg elfogadott csillagfejlődési elméletek felülvizsgálatát is szükségessé teheti. Mario Livio (Space Telescope Science Institute, Baltimore) szerint a körülbelül 7500 fényévre lévő, s csillagászati léptékkel mérve valószínűleg közvetlenül a szupernóva-robbanás előtti fázisban található η Carinae állapotát is megkülönböztetett figyelemmel kell kísérnünk, hiszen az előzőek alapján okozhat még meglepetést.

Az SN 2005gl szülőcsillaga a Hubble 1997-es látható tartománybeli felvételén (balra), a szupernóváról a Keck teleszkópok adaptív optikás rendszerével a közeli infravörösben 2005. november 11-én készült felvétel (középen), illetve a Hubble 2007. szeptember 26-án, szintén a látható tartományban készült felvétele a robbanás helyéről, melyen a 12 évvel korábbin látható (valószínűsíthető) szülőcsillag már nem figyelhető meg. Az azonosítás helyességét támasztja alá a mindhárom képen megfigyelhető fényes folt a szupernóva helyétől jobbra lefele.
[NASA, ESA, A. Gal-Yam (Weizmann Inst. of Science), D. Leonard (San Diego State Univ.), D. Fox (Penn State Univ.)]

Az η Carinae esetéhez hasonlóan természetesen fennáll annak is a lehetősége, hogy a csillag egy kettős volt, melynek nagytömegű komponensei összeolvadtak, ami a magban zajló nukleáris reakciókat úgy gyorsította fel, hogy az új objektum fényesebbnek és kevésbé elfejlődöttnek látszott, mint amilyenek a komponensek az összeolvadás előtt valójában voltak. Gal-Yam szerint azonban ez is felvet kérdéseket a robbanáshoz vezető fejlődés mikéntjéről, s elképzelhető, hogy valami nagyon alapvető dolog hiányzik még a tömegvesztés folyamatát leíró elméleteinkből. Gal-Yam és munkatársai vizsgálatai alapján az SN 2005gl esetében a robbanás közben csak a tömeg egy kis töredéke dobódott le, legnagyobb része az összeroskadó magba zuhant, melynek eredményeként egy legalább 10-15 naptömegű fekete lyuk jött létre.

Szupernóvák szülőcsillagait archív felvételeken megtalálni nem is olyan könnyű dolog. Bár számos esetben közöltek ilyen eredményeket, az egyedüli kétséget kizáróan azonosított ún. progenitor a híres SN 1987A szupernóva szülőcsillaga. Ráadásul ez az eset sem problémamentes, hiszen a progenitor egy kék óriáscsillag volt, melyet úgy magyaráznak, hogy a vörös óriás állapotból egy későbbi fejlődési fázis során visszafordult a kék szuperóriás állapot felé. Mindenesetre az értelmezéshez az addigi szupernóva-elméletek jelentős módosításra szorultak. Az SN 2005gl szülőcsillaga Gal-Yam szerint azonban nagyon nagy tömegű ahhoz, hogy hasonló, vörös és kék szuperóriás állapot közti "oszcilláció" magyarázhatná az észleléseket.

Az eredményeket részletező szakcikk 2009. március 22-én jelent meg a Nature magazin honlapján.

Forrás:

• STScI-2009-13