Soha nem látott fényességű szupernóvát észleltek

Egy tavaly megfigyelt haldokló csillag a valaha látott legfényesebb szupernóvává vált, ami egyben az első példája lehet egy ma már alig létező, a korai univerzumban azonban feltehetően igen gyakori hatalmas csillagfajnak.

A tipikus, fényességük csúcspontját napok vagy néhány hét alatt elérő, majd pár hónap alatt elhalványuló szupernóvákkal ellentétben az SN2006gy jelű óriásrobbanásnak 70 napig tartott teljes fényessége elérése és több mint három hónapon át maradt fényesebb bármelyik korábban megfigyelt szupernóvánál. A robbanás óta nyolc hónap telt el és a 240 millió fényévnyire bekövetkezett jelenség még mindig fényesebb mint az átlagos szupernóvák csúcspontja.

Az SN2006gy-t nyomon követő Nathan Smith és David Pooley becslése szerint a csillag tömege a Napénak a 100-200-szorosa lehetett. Az ilyen nagy tömegű csillagok annyira ritkák, hogy egy-egy galaxis, mint például a Tejút 400 milliárdos populációjában legfeljebb egy tucatot találnánk.


A földi Lick távcső felvétele a szupernóváról
Smith, a kaliforniai Berkeley Egyetem csillagászcsapatának vezetője szerint a gigantikus robbanás körülbelül százszorosa volt egy átlagos szupernóváénak, ebből következik, hogy a csillag soha nem látott méretekkel rendelkezhetett, körülbelül 150-szer nagyobb lehetett szülőcsillagunknál. A földi megfigyeléseket a Kalifornia Egyetem tulajdonában levő Lick és Keck Csillagvizsgálók végezték el, adataikat kiegészítve a Chandra röntgensugarú obszervatóriuméval. A csillagászok meggyőződése hogy a robbanás nem átlagos szupernóva, hanem egy lehetséges PISN (pair-instability supernova).


A Chandra felvétele a szupernóváról
A Nap tömegének 10-szeresével rendelkező csillagok életük végén hidrogénkészletüket héliummá égetik, a héliumot szénné, majd a folyamat folytatódik a nagyobb elemek felé, amíg el nem érik a vasat - ekkor a fúzió leáll. A folyamat vége felé a csillag magjában képződő hő már nem elegendő a külső rétegek ellátásához, melyek beomlanak, véget vetve a fúziós folyamatnak, összeroppantva a magot, amiből egy neutron csillag vagy egy fekete lyuk keletkezik. A csillag külső rétegei hatalmas fényjelenség kíséretében kirobbannak, ez a szupernóva.

Az ennél jóval nagyobb, 140-250 naptömeggel rendelkező csillagok esetében a magban uralkodó hőmérséklet olyan magasra kúszik, hogy mielőtt a fúziós zuhatag befejeződne, a mag nagy energiájú gammasugarai elkezdik megsemmisíteni egymást, anyag-antianyag, főként elektron-pozitron párokat hozva létre. Mivel a gammasugárzás az az energia, ami meggátolja a külső rétegek összeomlását, ezért a sugárzás csökkenésével a külső rétegek befelé kezdenek mozogni. A termonukleáris robbanás eredményeként elméletileg nagyobb fényjelenség keletkezik mint bármelyik tipikus szupernóvánál. Ennél a szupernóva típusnál, a PISN-nél a csillag apró darabokra robban, nem marad mögötte fekete lyuk.


A PISN ábrázolása
A felfedezés új ismereteket adhat a csillagászoknak a legnagyobb tömegű csillagok pusztulásáról. "A tény, hogy ilyen fényesek, és ezt a ragyogást rendkívül hosszú ideig megőrzik jelentősen növelik az esélyt, hogy a korai univerzumban rájuk találjunk" - összegzett Smith. Ezekhez a felfedezésekhez azonban a mai műszerek még nem alkalmasak, létezésüket elsőként a James Webb Űrtávcső bizonyíthatja majd. Elméletileg a PISN-ek nagyobb százalékban állítanak elő nehéz elemeket. Smith szerint egy szupernóva fényét elsősorban a nikkel-56 radioaktív bomlásának köszönheti, a most megfigyelt példány pedig nem kevesebb, mint 20 naptömegnyi nikkelt állított elő, szemben a hagyományos szupernóvák 0,6 naptömegnyi mennyiségével.

A csillagászok szerint a világegyetem első csillagainak nagy része ugyanilyen méretekkel rendelkezett, melyek halálukkal teleszórták a korai univerzumot nehéz elemekkel, ezekből alakultak ki később a bolygók és az élet.

A földi megfigyeléseket vezető Alex Filippenko elmondása szerint az SN2006gy robbanása előtt hatalmas tömeget adott le magáról, ami nagyon hasonlít a tőlünk mindössze 7500 fényévnyire elhelyezkedő eta Carinae csillagon végbemenő folyamatokhoz, ami 100-120 naptömegnyi méretével a legnagyobbnak számít galaxisunkban. Azt nem lehet teljes bizonyossággal kijelenteni, hogy az eta Carinae hamarosan felrobbanna, viszont ha bekövetkezne az esemény, akkor az rendkívül látványos égi jelenséget produkálna, olyat, amit a modern ember még soha nem látott, éppen ezért a csillagászok fokozott figyelmet fordítanak rá, magyarázta Filippenko.