Mi történik, ha egy óriáscsillag felrobban?

Bár egy évekkel ezelőtt született elmélet leírja, hogyan nézhet ki egy a Napnál több százszor nagyobb csillag robbanása, egészen mostanáig nem sikerült megfigyelni magát az eseményt.

Egy nemzetközi csillagász csapat több mint másfél éven át kísért figyelemmel egy szupernóvát és eredményeik remekül passzolnak az elmélethez, ami ezáltal befolyásolhatja ismereteinket a csillagok méretének természetes korlátaitól kezdve a világegyetem fejlődéséig szinte minden területen, írja a Nature szaklap.

"Minden az egyensúlyról szól" - nyilatkozta a nemzetközi csapatot vezető dr. Avishay Gal-Yam, izraeli tudós. "Egy csillag élete során egyensúlyban van az anyagokat befelé húzó gravitáció és a magban végbemenő nukleáris reakciókból keletkező hő kisugárzása. Az általunk ismert szupernóvákban, a Napnál tíz-százszor nagyobb csillagokban a nukleáris reakció a hidrogén-hélium fúzióval kezdődik, akárcsak a Nap esetében. A fúzió azonban tovább folyik, egyre nehezebb és nehezebb elemeket hozva létre, míg a magja vassá nem alakul. Mivel a vas már nehezen fuzionál, a reakció elhal, az egyensúly felbomlik. A gravitáció átveszi az uralmat és a csillag befelé omlik, ledobva külső rétegeit a keletkező lökéshullámokban"

Egy szuperóriás csillagban azonban ez az egyensúly máshogy néz ki. Ezeknek a gigantikus objektumoknak a fotonjai annyira forrók és nagy energiájúak, hogy részecskepárokat hoznak létre, elektronokat és ellentétüket, a pozitronokat. A folyamatban a tömeggel rendelkező részecskék a tömeg nélküli fotonokból keletkeznek, felemésztve a csillag energiáját. Ez ugyancsak az egyensúly felborulásához vezet, viszont itt, amikor a csillag összeomlik nem egy vas, hanem egy illékony oxigén magba zuhan bele. A forró, sűrített oxigén termonukleáris reakcióban felrobban, elsöpörve a csillag magját, kevés, ám annál ragyogóbb csillagport hagyva maga után.


"A páros szupernóvák modelljeit évtizedekkel ezelőtt kiszámították, azonban senki sem volt biztos benne, hogy ilyen hatalmas robbanások valóban végbemennek a természetben. Az általunk felfedezett új szupernóva nagyon jól illeszkedik ebbe a modellbe" - magyarázta Gal-Yam.

A megfigyelt szupernóva adatainak elemzéséből az izraeli csillagászok mellett német, amerikai, brit és kínai kutatókat is tömörítő csoport a Nap tömegének kétszázszorosára becsülte a felrobbant óriáscsillag tömegét. Ez már önmagában is szokatlan, a korábbi megfigyelések ugyanis arra utaltak, hogy az univerzum általunk lakott részén a csillagoknak méretbeli korlát szab határt, ami 150 Nap-tömeg körül mozog. Az új felfedezés szerint, ha nagyon ritkák is, de léteznek hiperóriás csillagok, sőt a korai univerzumban ezeknél nagyobb csillagok is lehettek, amik elérhették a Nap tömegének ezerszeresét.

"Ez az első alkalom, hogy egy ilyen nagy tömegű szupernóva megfigyeléseit elemezhettük" - nyilatkozott dr. Paolo Mazzali, a németországi Max Planck Asztrofizikai Intézet munkatársa, az objektummal kapcsolatos elméleti tanulmányok vezetője. "Meg tudtuk mérni a robbanásban keletkezett új elemek mennyiségét, többek közt a Nap tömegének közel ötszörösét kitevő erősen radioaktív, frissen szintetizálódott nikkelt. Az ilyen robbanások az univerzum nehézfémjeinek fontos keletkezési tényezői lehetnek."

A hatalmas szupernóvára egyébként egy parányi galaxisban találtak rá, ami mindössze századrésze a Tejútnak. A tudósok úgy vélik, ezek a törpegalaxisok lehetnek az óriáscsillagok természetes otthonai, közegük valamilyen módon lehetővé teszi a 150 Nap-tömeges határ túllépését.