A Cassiopeia A vegykonyhája

A Chandra röntgenobszervatóriumnak a Cassiopeia A (Cas A) szupernóva-maradványról készült legújabb röntgenfelvételeit elemezve a Rutgers Egyetem John Hughes vezette csillagászcsoportja minden eddiginél pontosabb képet nyert arról, hogyan szóródnak szét a csillagok belsejében megtermelt nehezebb elemek - például a kén, a szilícium és a vas - a szupernóvarobbanásokkal.



A Chandra röntgenobszervatórium Cas A-ról készült nagy felbontású röntgenfelvétele alapján sikerült kideríteni a képen látható gázcsomók és foszlányok kémiai összetételét

Az már régóta ismeretes, hogy a Világegyetemben a héliumnál nehezebb elemek csak a csillagok belsejében végbemenő atommagfúzió során jöhettek létre. A csillagok, miután hidrogénkészletüket "elégették", a fejlődés egy gyorsabb szakaszába lépnek, amelyben előbb a héliumot, majd az időközben megtermelt többi nehezebb atommagot dolgozzák fel egyre nagyobb rendszámú elemekké, egészen a vasig. Ekkor a fúzió leáll, és a gravitációt addig ellensúlyozó sugárnyomás hirtelen lecsökken: megkezdődik a csillag összeomlása. A 10 naptömegnél nagyobb tömegű csillagokban ez olyan hevesen megy végbe, hogy a csillag központi részei neutroncsillaggá vagy fekete lyukká roppannak össze, miközben a külsőbb rétegeket egy iszonyatos (szupernóva)robbanás repíti szerteszét.

A szupernóva-robbanás viszonylag ritka esemény: Tejútrendszerünkben például átlagosan 50 évente történik egy. A Cas A (a Nap után a legerősebb rádióforrás az égen) tőlünk mintegy 10 ezer fényévnyire van. A robbanást úgy 250 évvel ezelőtt kellett volna észlelnünk, ám érdekes módon a korabeli csillagászati feljegyzések nem szólnak róla. Az azóta növekvő gázfelhőt a csillagászok már egy ideje vizsgálják. "Amikor először megláttam a Chandra lenyűgöző felvételeit a Cas A-ról, azonnal szembetűnt, hogy számos új, korábban nem látott finom részlet figyelhető meg bennük - mondta Hughes. A képek nem csupán páratlanul élesek, hanem arra is módot adnak, hogy segítségükkel feltárják a Cas A-ban látható különféle gázfoszlányok és csomók kémiai összetételét. Sőt, számos gázcsomóról még az is kideríthető, hogy azok a robbanás előtt a csillag mely részén helyezkedtek el.

Például a legsűrűbb és fényesebb gázcsomókról megállapították, hogy azok túlnyomórészt ként és szilíciumot tartalmaznak, s vas legfeljebb nyomokban, vagy egyáltalán nem mutatható ki bennük. Ezek a gázcsomók mélyen a csillag belsejében keletkezhettek, ahol a hőmérséklet az összeroppanás, majd a robbanás során a 3 milliárd fokot is elérhette. Más, halványabb gázcsomókban a kén és a szilícium mellett számottevő mennyiségű vas is kimutatható: ezeknek az anyaga a csillag még mélyebb rétegeiben keletkezhetett, ahol a hőmérséklet a 4 vagy 5 milliárd fokot is elérhette. Amikor Hughes és munkatársai összehasonlították a fényesebb szilíciumtartalmú és a halványabb vastartalmú gázcsomók egymáshoz viszonyított helyzetét, azt is felfedezték, hogy a vastartalmú, tehát a csillag legmélyebb rétegeiből származó anyagok a maradvány külső széleinél találhatók, vagyis ezek repültek a legmesszebbre a csillagtól a szupernóva-robbanás hatására. Megállapítható, hogy ez az anyag még ma is nagyobb sebességgel távolodik a hajdani robbanás középpontjától, mint a maradvány többi része.

A Chandra Cas A-ról készült felvételeinek további tanulmányozásától azt remélik a csillagászok, hogy az adatok segítenek az egymástól kisebb részletekben eltérő elméleti modellek megrostálásában, illetőleg a versenyben maradók további finomításában. "Nem csupán azt akarjuk megérteni, hol és hogyan keletkeznek a nehezebb elemek a csillagokban, hanem arra is kiváncsiak vagyunk, hogyan kerülnek ki a csillagból, és miként szóródnak szét a csillagközi térben - magyarázta Hughes. - Az így kikerült elemek ugyanis később újabb csillagok és bolygórendszerek kialakulásában vesznek részt. Nélkülük nem jöhetett volna létre a Naprendszer, nem alakulhatott volna ki a Föld, és nem fejlődhetett volna ki az ember. De mert itt vagyunk, érthető, hogy szeretnénk felkutatni kozmikus gyökereinket."

(Élet és Tudomány)

Ajánló:

A hivatalos sajtóanyag a Chandra honlapján. A csontjainkban lévő kalciumot, a vérünkben lévő vasat és az oxigént, amit belélegzünk, mind-mind ősi szupernóváknak köszönhetjük.

Korábban:

A Chandra eddigi legnagyobb eredménye, magyar nyelvű cikkgyűjteménnyel.