2014.09.09. - De­tek­tál­ták a ra­dio­ak­tív ko­balt­izo­tó­pot egy szu­per­nó­va-ma­rad­vány­ban

Orosz ku­ta­tók ve­ze­té­sé­vel az IN­TEG­RAL űr­te­lesz­kóp ada­tai alap­ján elő­ször de­tek­tál­ták a ra­dio­ak­tív ko­balt­izo­tó­pot egy szu­per­nó­va, az SN 2014J ma­rad­vá­nyá­ban, iga­zol­va így a rob­ba­ná­sok­ra vo­nat­ko­zó el­mé­let ál­lí­tá­sa­it.

Yev­geny Chura­zov (Space Re­se­arch Ins­ti­tu­te of the Rus­si­an Aca­demy of Sci­en­ces) és mun­ka­tár­sai az IN­TEG­RAL gam­ma űr­táv­csö­vet hasz­nál­ták az M82-ben 2014. ja­nu­ár 21-én Ste­ve Fos­sey (Uni­ver­sity Col­l­e­ge Lon­don) és ta­nít­vá­nyai ál­tal fel­fe­de­zett, hi­va­ta­lo­san SN 2014J jel­zés­sel el­lá­tott szu­per­nó­va ma­rad­vá­nyá­nak meg­fi­gye­lé­sé­re. Az orosz ku­ta­tók a ren­del­ke­zé­sük­re ál­ló mű­szer­idő­ből össze­sen 1 mil­lió má­sod­per­cet for­dí­tot­tak az ob­jek­tum meg­fi­gye­lé­sé­re, amely­nek ered­mé­nye­ként an­nak nagy­ener­gi­á­jú szín­ké­pé­ben si­ke­rült azo­no­sí­ta­ni­uk az 56-os tö­meg­szá­mú ra­dio­ak­tív ko­balt­izo­tóp je­len­lé­tét. Az izo­tóp fe­le­zé­si ide­je mind­össze 77 nap, kö­zön­sé­ges kö­rül­mé­nyek kö­zött nem is lé­te­zik, a szu­per­nó­va-rob­ba­ná­so­kat le­író el­mé­let sze­rint azon­ban a gi­gan­ti­kus ter­mo­nuk­le­á­ris ka­taszt­ró­fák so­rán nagy mennyi­ség­ben ke­let­ke­zik. A spekt­ru­mo­kon kí­vül Chura­zov és mun­ka­tár­sai a su­gár­zás in­ten­zi­tá­sá­nak idő­be­li vál­to­zá­sá­ról is nyer­tek ada­to­kat.

A NA­SA Swift űr­táv­csö­vé­nek UVOT mű­sze­ré­vel 2014. ja­nu­ár 22-én ké­szült fel­vé­te­lek alap­ján össze­ál­lí­tott kép az M82 ka­ta­ló­gus­je­lű ga­la­xis­ról, amely­ben 1 nap­pal ko­ráb­ban fel­tűnt az SN 2014J je­lű szu­per­nó­va. A kö­ze­pes ult­ra­ibo­lya hul­lám­hossza­kat a kék, a kö­ze­li ult­ra­ibo­lyát a zöld, míg a lát­ha­tó tar­to­mány­ba eső su­gár­zást a vö­rös szín kó­dol­ja. A kép át­mé­rő­je 17 ív­perc, ami ki­csit na­gyobb, mint a te­li­hold át­mé­rő­jé­nek fe­le.
[NA­SA/Swift/P. Brown, TA­MU]

A ku­ta­tók­nak ezt meg­elő­ző­en nem si­ke­rült ilyen szín­ké­pet rög­zí­te­ni­ük. En­nek oka, hogy ezen a tá­vol­ság­ská­lán rit­kák a szu­per­nó­va-rob­ba­ná­sok. Az M82 11 mil­lió fény­éves tá­vol­sá­ga a Tej­út­rend­szer 100 ezer fény­éves át­mé­rő­jé­nek lép­té­ké­ben néz­ve ugyan nagy, az ext­rag­alak­ti­kus tér­ben azon­ban vi­szony­lag kö­ze­li­nek szá­mít. 10 mil­lió fény­éves su­gá­ron be­lül mind­össze né­hány száz ga­la­xis ta­lál­ha­tó, Ia tí­pu­sú szu­per­nó­va-rob­ba­nás pe­dig egy-egy ga­la­xis­ban né­hány száz éven­te mind­össze egy­szer kö­vet­ke­zik be. A Tej­út­rend­szer­ben pél­dá­ul utol­já­ra 1606-ban si­ke­rült ilyet meg­fi­gyel­ni.

Az el­mé­let sze­rint az Ia tí­pu­sú rob­ba­ná­sok ese­té­ben az el­ső né­hány hét so­rán a csil­lag ma­rad­vá­nya a gam­ma tar­to­mány­ban szin­te alig su­gá­roz. Kez­det­ben ugyan­is a le­do­bott bu­rok majd­nem át­lát­szat­lan eb­ben a hul­lám­hossz-tar­to­mány­ban, a gam­ma-su­gár­zást csak ak­kor le­het de­tek­tál­ni, ami­kor a kül­ső ré­te­gek elég­gé fel­hí­gul­nak. Ek­kor­ra a rob­ba­nás so­rán szin­te­ti­zá­ló­dott 10 na­pos fe­le­zé­si ide­jű 56-os nik­ke­l­izo­tó­pok 56-os ko­balt­izo­tó­pok­ká ala­kul­nak, ame­lyek 847 keV és 1237 keV ener­gi­á­jú, jel­leg­ze­tes spekt­rum­vo­na­la­it Chura­zov és kol­lé­gái most de­tek­tál­ták. Az IN­TEG­RAL-ada­tok alap­ján azt is meg tud­ták ál­la­pí­ta­ni, hogy a rob­ba­nás kö­vet­kez­mé­nye­ként kö­rül­be­lül 0,6 nap­tö­meg­nyi ra­dio­ak­tív ko­balt ke­let­ke­zett. Az idő mú­lá­sá­val az 56-os tö­meg­szá­mú ko­balt 56-os vas­izo­tóp­pá ala­kul.

Az SN 2014J gam­ma-spekt­ru­ma a rob­ba­nás utá­ni 50. és 100. nap kö­zött az IN­TEG­RAL SPI (pi­ros pon­tok) és ISGRI/IBIS (kék pon­tok) mű­sze­re­i­nek ada­tai alap­ján. A 60 keV alat­ti flu­xus túl­nyo­mó rész­ben ma­gá­tól az M82-től szár­ma­zik. A fe­ke­te vo­nal a rob­ba­nás utá­ni 75. nap­ra vo­nat­ko­zó mo­dell­gör­be. Az in­zert­ben a spekt­rum ala­csony ener­gi­á­jú ré­sze lát­ha­tó ki­emel­ve. 847 és 1237 keV ener­gi­á­nál jól lát­ha­tók a ra­dio­ak­tív ko­balt nyo­mai.
[Chura­zov és mt­sai, 2014]

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Na­tu­re ma­ga­zin 2014. au­gusz­tus 28-i szá­má­ban je­lent meg.

For­rás:

• Sci­en­ce­Da­ily 2014.08.29.
• Na­tu­re 512, 406-408 (28 Au­gust 2014) doi:10.1038/na­tu­re13672