2016.03.29. - Kö­zön­sé­ges társ mel­lett rob­bant szu­per­nó­va­ként egy fe­hér tör­pe

Egy­ér­tel­mű bi­zo­nyí­té­kot ta­lált egy te­xa­si csil­la­gá­szok ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port a szu­per­nó­va-ku­ta­tás egyik ré­gi nagy kér­dé­se kap­csán. A vizs­gá­la­tok­ban egy ma­gyar aszt­ro­fi­zi­kus is fon­tos sze­re­pet ját­szott.

A csil­la­gok egy ré­szé­nek éle­tét le­zá­ró, ha­tal­mas ener­gia­ki­bo­csá­tás­sal já­ró szu­per­nó­va-rob­ba­ná­sok több szem­pont­ból is nagy je­len­tő­ség­gel bír­nak az uni­ver­zum ku­ta­tá­sá­ban. Kü­lö­nö­sen fon­to­sak az Ia tí­pu­sú szu­per­nó­vák, ame­lyek Na­punk­hoz ha­son­ló, ám éle­tü­ket nem ma­gá­nyo­san, ha­nem egy ket­tős rend­szer tag­ja­i­ként töl­tő csil­la­gok vég­ál­la­po­ta­i­nak, ún. fe­hér tör­pék­nek a meg­sem­mi­sü­lé­se idéz elő. Ezek­nek a csil­lag­rob­ba­ná­sok­nak a tá­gu­ló ma­rad­vá­nyai egy­más­hoz na­gyon ha­son­ló ma­xi­má­lis fé­nyes­sé­get és idő­be­li fé­nyes­ség­vál­to­zást mu­tat­nak, ami al­kal­mas­sá te­szi őket koz­mo­ló­gi­ai tá­vol­sá­gok meg­ha­tá­ro­zá­sá­ra, ezen ke­resz­tül pe­dig az uni­ver­zum tá­gu­lá­sá­nak és össze­té­te­lé­nek vizs­gá­la­tá­ra. (A kér­dés­kör ve­ze­tő ku­ta­tói kö­zül hár­man 2011-ben Fi­zi­ka No­bel-díj­ban ré­sze­sül­tek.)

Az Ia tí­pu­sú szu­per­nó­vák koz­mo­ló­gi­ai je­len­tő­sé­ge mi­att is ko­moly prob­lé­ma már év­ti­ze­dek óta, hogy va­ló­já­ban nem tud­juk pon­to­san, mi­lyen mó­don és mi­lyen kon­fi­gu­rá­ci­ó­ban jö­het­nek lét­re ezek a rob­ba­ná­sok. A "tan­köny­vi" el­kép­ze­lés sze­rint a fe­hér tör­pék egy vö­rös óri­ás­sal (eset­leg egy, még a fej­lő­dés fő­so­ro­za­ti sza­ka­szá­ban tar­tó, az­az mag­já­ban hid­ro­gént fu­zi­o­ná­ló csil­lag­gal) al­kot­nak párt, ame­lyek­ről anyag áram­lik át a fe­hér tör­pé­re. Ez utób­bi­ak pe­dig egy idő után - a me­se­be­li Kis Göm­böc­höz ha­son­ló­an - egy kri­ti­kus tö­me­get el­ér­ve in­sta­bil­lá vál­nak, és gi­gan­ti­kus ter­mo­nuk­le­á­ris bom­ba­ként fel­rob­ban­nak. A prob­lé­ma ez­zel az el­mé­let­tel az, hogy a kö­ze­li ga­la­xi­sok­ban be­kö­vet­ke­ző rob­ba­ná­sok ese­tén lát­nunk kel­le­ne a le­do­bó­dó anyag és a társ­kom­po­nens köl­csön­ha­tá­sá­nak je­le­it, vagy - ha ren­del­ke­zünk rob­ba­nás előt­ti fel­vé­te­lek­kel - akár ma­gu­kat a társ­kom­po­nen­se­ket is (a vö­rös óri­ás­csil­la­gok fé­nye­sek, ezért a kö­ze­li ga­la­xi­sok­ban egye­di ob­jek­tu­mok­ként is azo­no­sít­ha­tók). Ilyen tí­pu­sú, konk­rét bi­zo­nyí­té­ko­kat mos­ta­ná­ig - egy-két kü­lön­le­ges, nem "kö­zön­sé­ges" Ia szu­per­nó­vá­nak mi­nő­sí­tett ese­tet le­szá­mít­va - még a leg­kö­ze­leb­bi rob­ba­ná­sok ese­tén sem si­ke­rült ta­lál­ni.

Emi­att a csil­la­gá­szok jó ide­je gon­dol­kod­nak al­ter­na­tív le­he­tő­sé­ge­ken is, ame­lyek kö­zül a leg­nép­sze­rűbb­nek a ket­tős fe­hér­tör­pe-rend­szer tű­nik. Eb­ben a mo­dell­ben két fe­hér tör­pe ke­ring a rend­szer tö­meg­kö­zép­pont­ja kö­rül, egy­más­hoz fo­lya­ma­to­san kö­ze­led­nek, míg vé­gül egy­más­ba spi­rá­loz­nak és ez vált­ja ki a szu­per­nó­va-rob­ba­nást. A te­ó­ria nép­sze­rű­sé­gé­nek fő oka, hogy ma­gya­ráz­za, mi­ért nem lá­tunk társ­kom­po­nens­re uta­ló je­le­ket, ugyan­ak­kor er­re az el­mé­let­re sin­csen köz­vet­len bi­zo­nyí­ték, rá­adá­sul a szu­per­szá­mí­tó­gé­pek­kel vég­zett rob­ba­ná­si mo­del­lek is ko­moly el­té­ré­se­ket mu­tat­nak a meg­fi­gyelt fény­vál­to­zá­si és szín­ké­pi jel­lem­zők­höz ké­pest.

Úgy tű­nik vi­szont, hogy egy ame­ri­kai ve­ze­té­sű nem­zet­kö­zi ku­ta­tó­gár­dá­nak fon­tos lé­pést si­ke­rült ten­ni a rej­té­lyek ki­bo­go­zá­sá­ban. A Ho­wie Ma­ri­on (Uni­ver­sity of Te­xas / Har­vard-Smith­so­ni­an Cen­ter for Ast­rophy­sics) ve­ze­té­sé­vel zaj­ló vizs­gá­la­tok so­rán a cso­port az SN 2012cg je­lű, a Föld­től kö­rül­be­lül 50 mil­lió fény­év tá­vol­ság­ban rob­bant szu­per­nó­vá­ról vett fel ada­to­kat föld­fel­szí­ni és űr­táv­csö­ves mé­ré­sek se­gít­sé­gé­vel. A kulcs­moz­za­nat az volt, hogy a szu­per­nó­vát na­gyon ko­rán, a rob­ba­nás után 1-2 na­pon be­lül si­ke­rült de­tek­tál­ni, és a fé­nyes­ség­vál­to­zás ko­rai sza­ka­szá­ról na­gyon jó idő­be­li le­fe­dett­sé­gű adat­sort rög­zí­te­ni. Ma­ri­o­nék leg­fon­to­sabb ered­mé­nye, hogy a ko­rai idő­szak­ban az ult­ra­ibo­lya és kék tar­to­mány­ban a "szten­derd" fény­gör­bék­hez ké­pest több­let­su­gár­zást si­ke­rült ki­mu­tat­ni. En­nek mér­té­ke jó egye­zést mu­tat a ko­ráb­bi, el­mé­le­ti jós­la­tok­kal, ame­lyek a rob­ba­nás ál­tal kel­tett lö­kés­hul­lám társ­kom­po­nens­be tör­té­nő csa­pó­dá­sá­nak vár­ha­tó ha­tá­sát ele­mez­ték. Ma­ri­on és kol­lé­gái azt is ki­mu­tat­ták, hogy a társ­kom­po­nens egy leg­alább 6 nap­tö­me­gű, nagy va­ló­szí­nű­ség­gel fő­so­ro­za­ti ál­la­pot­ban lé­vő csil­lag.

A mos­ta­ni fel­fe­de­zés az el­ső eset, ami­kor kö­zön­sé­ges Ia szu­per­nó­vá­nál kéz­zel­fog­ha­tó bi­zo­nyí­té­kunk van az anyag­át­áram­lást biz­to­sí­tó társ­kom­po­nens je­len­lé­té­re. Fel­me­rül­het a kér­dés, hogy a töb­bi eset­ben, ami­kor nem de­tek­tál­tak ha­son­ló su­gár­zá­si több­le­tet, biz­to­san el­vet­he­tő-e a "tan­köny­vi" rob­ba­ná­si mo­dell. Ma­ri­on és kol­lé­gái sze­rint könnyen el­kép­zel­he­tő, hogy sok más eset­ben is meg­fi­gyel­he­tő len­ne (vagy lett vol­na) ez a je­len­ség, csak ki­sebb mér­ték­ben, így a de­tek­tá­lá­si kü­szöb alatt ma­rad­hat­tak. A má­sik ész­le­lés­tech­ni­kai prob­lé­ma, hogy a köl­csön­ha­tás mi­at­ti több­let­su­gár­zás egy-két nap alatt le­cseng, így a szu­per­nó­vát már na­gyon ko­rai fá­zis­ban ész­lel­ni kell a si­ke­res de­tek­tá­lás­hoz, ez pe­dig elég rit­kán tel­je­sül. A kö­vet­ke­ző lé­pést a ha­ma­ro­san be­in­du­ló, tran­zi­ens­ke­re­ső ég­bolt­fel­mé­rő prog­ra­mok je­lent­he­tik, ame­lyek ré­vén a mos­ta­ni­nál nagy­ság­ren­dek­kel több szu­per­nó­vát si­ke­rül­het majd köz­vet­le­nül a rob­ba­nást kö­ve­tő­en azo­no­sí­ta­ni és kö­vet­ni.

A fé­nyes, ké­ke­sen ra­gyo­gó SN 2012cg je­lű szu­per­nó­va a kö­zel élé­ről lát­szó NGC 4424 je­lű ga­la­xis­ban az ari­zo­nai Fred Law­ren­ce Whipp­le Ob­szer­va­tó­ri­um­ban ké­szült fel­vé­te­len.
[Pe­ter Chal­lis/Har­vard-Smith­so­ni­an CfA]

A nem­zet­kö­zi csil­la­gász­kö­zös­ség ál­tal na­gyon el­is­me­rés­re mél­tó­nak ta­lált ered­mé­nyek ér­té­két a mi sze­münk­ben to­vább nö­vel­he­ti, hogy az em­lí­tett ku­ta­tá­sok­nak Vin­kó Jó­zsef sze­mé­lyé­ben ma­gyar részt­ve­vő­je is van. A Sze­ge­di Tu­do­mány­egye­te­men mű­kö­dő Aszt­ro­fi­zi­kai Ku­ta­tó­cso­port ve­ze­tő­je­ként a Te­xa­si Egye­tem­mel évek óta gyü­möl­csö­ző együtt­mű­kö­dést ápo­ló ku­ta­tó a pub­li­ká­ció har­ma­dik társ­szer­ző­je­ként je­len­tő­sen hoz­zá­já­rult az ered­mé­nyek meg­szü­le­té­sé­hez.

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

For­rás:

• Mc­Do­nald Ob­ser­va­to­ry News 2016.03.22.