Új típusú szupernóvákat fedeztek fel

Amerikai csillagászok a szupernóvák új osztályát fedezték fel. A mini-szupernóvák sokkal halványabbak az eddig ismert, robbanó társaiknál.

Az elmúlt tíz évben 25 olyan szupernóva-robbanást észleltek csillagászok, amelyek jóval halványabbak voltak a megszokottnál. Egyesek maximális fényessége mindössze 1%-a volt az Ia szupernóvák (lásd lent) átlagos csúcsfényességének. Ryan Foley, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatója a "szupernóvák családjának legnyomorúságosabb tagjaiként" említette ezeket az égitesteket, amelyeknek most az Iax jelölést adták.

A szupernóvák új osztálya, az Iax típus. A forró, kék héliumcsillagból (jobbra fent) anyag áramlik a szén/oxigén fehér törpe felé (balra lent), amelyet anyagbefogási korong ölel körül Forrás: Christine Pulliam (CfA)

A szupernóvák a legnagyobb energiájú csillagrobbanások. A Tejútrendszertől a legtávolabbi extragalaxisokig mindenütt előfordulnak. Eddig két típusukat különböztettük meg. Az Ia típusú szupernóvarobbanás olyan kettős rendszerekben következik be, amelyek egyik tagja fehér törpe. Ha ez a csillag túl sok anyagot szív magához a kísérőcsillagából, akkor termonukleáris robbanás következik be, ami szétveti a fehér törpét. A II típusú szupernóvarobbanás a csillagok fejlődésének egyik végállapota. Amikor a 10 és 100 naptömeg közötti csillagokban elfogy a magfúzióhoz szükséges üzemanyag, a csillag heves robbanás kíséretében a másodperc törtrésze alatt összeomlik.

Az összegyűjtött megfigyelési adatok szerint az Ia típushoz hasonlóan az Iax szupernóvák is kettős rendszerekben jönnek létre, ahol az egymás körül keringő két csillag egyike fehér törpe. Úgy tűnik, hogy az Iax típus esetében a fehér törpe kísérőcsillaga már nagyobbrészt elveszítette légköréből a hidrogént, így atmoszféráját túlnyomórészt hélium alkotja. Következésképpen a fehér törpe főként héliumot szív magához a kísérőcsillagról.

A Cassiopeia A jelű szupernóva-maradvány, közepén a robbanás nyomán visszamaradt neutroncsillaggal Forrás: NASA/JPL/Caltech

A folyamat további részletei egyelőre tisztázatlanok. Lehetséges, hogy a magfúzió a kísérőcsillag héliumlégkörében következik be, és ennek a lökéshulláma vált ki robbanást a fehér törpén. Másrészt az is elképzelhető, hogy a fehér törpe által a kísérőcsillagról begyűjtött hélium megváltoztatja a törpe belsejében a sűrűséget és a hőmérsékletet, aminek következtében a csillag belsejében lévő szén, oxigén és esetleg hélium termonukleáris robbanáson megy keresztül. Mindenesetre úgy tűnik, hogy sok Iax robbanásban a fehér törpe túléli az eseményeket, szemben az Ia típussal, ahol a fehér törpe mindig megsemmisül a szupernóva-robbanásban.

Az 1987-ben a Nagy Magellán-felhőben felrobbant szupernóva maradványát a robbanás lökéshulláma és a környező gáz kölcsönhatása eredményeképpen gyöngysorszerűen veszik körül a világító gázcsomók Forrás: NASA/ESA/P.Challis és R. Kirshner

Sokkal kisebb fényességük miatt fedeztek fel az Iax típusúakból eddig jóval kevesebbet, "tehát ezek a csillagok nem ritkák, egyszerűen csak halványak", állítja Foley. A szupernóvák többi típusát már ezer éve ismerik a csillagászok, az Iax típusú mini-szupernóvákat azonban csak az elmúlt évtizedben találták meg.

Fantáziakép: a nagy szinoptikus felmérő távcső Észak-Chilében, a Cerro Pachón csúcson épül, 2682 méter tengerszint feletti magasságban. Üzembe helyezését 2016-ra tervezik Forrás: LSST

Eddig egyetlen Iax szupernóvát sem találtak az öreg csillagokból álló elliptikus galaxisokban, amiből a kutatók arra következtetnek, hogy a jelenség a fiatal csillagrendszerek jellemzője lehet. A kutatók bíznak benne, hogy a hozzánk közeli Iax típusú szupernóvák tanulmányozásával a csillagfejlődés más nyitott kérdéseire is választ kaphatnak.

Így fog kinézni a 8,4 méter átmérőjű nagy szinoptikus felmérő távcső (LSST) Forrás: LSST

A csillagászok remélik, hogy a megfigyelésekben fordulatot hozhat a nagy szinoptikus felmérő távcső (LSST) 2016-ra tervezett üzembe állítása. Várakozások szerint az LSST teljes működési ideje alatt 1 millió szupernóvát fedezhet fel, amelyek között várhatóan legalább 10 000 lesz az Iax típusú. Ez körülbelül ugyanannyi, mint ahány Ia szupernóvát eddig a csillagászok összesen felfedeztek.

A nagy szinoptikus felmérő távcső

A 8,4 méter átmérőjű, rövid fókusztávolságú, ezért nagy (3,5 fok) látómezejű távcső fő célja az égbolt teljes felmérése 24,5 magnitúdó határfényességig - méghozzá 3 naponként. Az egyes felmérések összehasonlításával azonosíthatók a változó jelenségek, kisbolygók, változócsillagok, szupernóvák stb. A távcső Chile északi részén épül, 2682 méter magasságban a Cerro Pachón El Penón nevű csúcson. A végrehajtandó program legnagyobb kihívása informatikai jellegű, a műszer 3,2 gigapixeles CCD-je 20 másodpercenként készít egy-egy felvételt, vagyis éjszakánként több terabyte adatot kell tárolni és feldolgozni. A tervek szerint a távcső 2016-ra készül el.