2011.11.29. - Megoldódik a közel kétezer éves szupernóva rejtélye?

A NASA és az ESA űrobszervatóriumainak megfigyelései alapján megoldódni látszik a kínai csillagászok által i.sz. 185-ben megfigyelt, az emberiség történelme során elsőként dokumentált szupernóva-robbanás rejtélye.

Kínai krónikák szerint i.sz. 185-ben egy "vendégcsillag" jelent meg az égen, és körülbelül nyolc hónapig látható is maradt. Az 1960-as évekre kiderült, hogy a rejtélyes objektum egy szupernóva-robbanás volt, ráadásul az első ilyen esemény az emberiség történelme során, melyet írásban megörökítettek. Később azt is kimutatták, hogy az RCW 86 katalógusjellel ellátott, a Circinus (Körző) csillagképben megfigyelhető szupernóva-maradvány távolsága mintegy 8 ezer fényév. Ahhoz azonban, hogy a kirakós játék összeálljon, sokáig hiányzott egy mozaik helyes beillesztése. A problémát az okozta, hogy a maradvány infravörös tartománybeli átmérője 85 fényév körüli - az égbolton nagyobb területet foglal el, mint a telihold -, ez pedig jóval meghaladja azt, ami a robbanás bekövetkeztének ideje alapján várható lenne. A rejtélyt valószínűleg megoldó eredmény a NASA Spitzer és WISE infravörös űrteleszkópjai új, illetve a Chandra és az ESA XMM-Newton röntgenműholdak régebbi méréseinek kombinálásával született meg Brian J. Williams (North Carolina State University) és kollégái munkája nyomán.

A RCW 86 infravörös képe a Spitzer és a WISE adatai alapján. A szupernóva-robbanás lökéshulláma által összenyomott port vörös, míg a maradványhoz nem kapcsolódó, a háttérben lévő port sárga és zöld szín jelzi.
[NASA/JPL-Caltech/B. Williams]

Eszerint a robbanás tulajdonképpen egy üregben - nagyon kis sűrűségű térrészben - következett be, ezért a ledobódott anyag sokkal gyorsabban haladhatott és így azóta sokkal messzebb juthatott, mintha az explózió nagyobb sűrűségű környezetben történt volna. Korábban úgy gondolták, hogy az RCW 86 egy II-es típusú szupernóva-robbanás maradványa, melynek során egy, a nukleáris üzemanyagából kifogyott nagytömegű csillag roskad össze saját gravitációs terének hatására, a mag kollapszusa következtében keletkező, kifelé haladó lökéshullám pedig egyszerűen szétfújja a csillag külső részeit, amit mi szupernóva-robbanásként látunk. Ezt az elgondolást az támasztotta alá, hogy a maradványban látszottak az üreg nyomai, abban az időben pedig az ilyen üregeket a kollapszusos szupernóvákkal hozták kapcsolatba: a robbanás előtt álló nagytömegű csillag intenzív csillagszele söpri ki a környezetéből a port és a gázt, létrehozva ezzel a kis sűrűségű üreget.

Az új észlelések szerint azonban a "történelmi" robbanás nem II-es, hanem Ia típusú volt, azaz a progenitora egy fehér törpe, ami a kísérőjétől folyamatosan anyagot szívott el. A katasztrófa akkor következett be, amikor a felszínén felgyülemlő, hidrogénben gazdag anyag miatt tömege túllépte az ún. Chandrasekhar-határt (körülbelül 1,4 naptömeg). Ezt a képet erősítik a Chandra és az XMM-Newton röntgenműholdak korábbi mérései is, melyek szerint a maradvány sok vasat tartalmaz, ez pedig beszédes jele az Ia típusú robbanásnak.

Az RCW 86 kombinált képe a Spitzer és a WISE infravörös, illetve a Chandra és az XMM-Newton röntgenteleszkópok észlelései alapján. A sárga és vörös színnel kódolt infravörös adatok a Tejútrendszer normál porkomponensénél melegebb porról tanúskodnak, míg a kék és zöld színnel kódolt röntgenadatok a szupernóva-robbanás lökéshulláma által millió fokosra melegített intersztelláris gázt jelzik.
[NASA/JPL-Caltech/B. Williams]

Az új megfigyelések elsőként mutatnak rá arra, hogy egy fehér törpe is tud maga körül üreget fújni, mielőtt elszenvedné a szupernóva-robbanást, ez pedig magyarázza, hogy az RCW 86 miért olyan nagy. A Spitzer és a WISE adatai alapján a kutatók meg tudták határozni a maradványban található por hőmérsékletét is, ez -200 °C-nak adódott. Azt is kiszámolták, hogy mennyi gáz kell a por ilyen hőmérsékletre fűtéséhez. Az eredmény szerint a környezet sűrűsége a maradvány szinte egész élete során valóban kicsi volt, azaz a robbanás tényleg egy üregben történt.

Forrás:

• Spitzer News 2011.10.24.