Mi is az a kilonova és mi köze az elemekhez?
Amikor nagyon nagy tömegű csillagok elérik életük végét, szupernóvaként robbannak fel, szétszórva szén- és vasatomokat az univerzumban. Ennél is ritkább esemény, amikor két neutroncsillag — korábbi csillagrobbanások extrém sűrű maradványai — összeütköznek. Ez a kilonova, amely létrehozza a világegyetem legnehezebb elemeit, például aranyat és uránt. Ezek az anyagok elengedhetetlenek csillagok, bolygók és végső soron minden ismert anyag kialakulásához.
Eddig mindössze egy ilyen eseményt, a GW170817-et sikerült biztosan megfigyelni 2017-ben. Ekkor két neutroncsillag egyesült, és mind gravitációs hullámokat, mind fényt bocsátott ki, amelyet a világ számos távcsöve és a LIGO, illetve a Virgo detektorok is regisztráltak.
Új jelenség a láthatáron
Most a kutatók egy második kilonova nyomára bukkantak, ám az esemény jóval bonyolultabbnak tűnik. Az AT2025ulz névre keresztelt jelenség egy szupernóvához kapcsolódik, amely pár órával korábban bekövetkezett, valószínűleg elrejtve a kulcsfontosságú részleteket.
Az esemény első három napján minden a 2017-es kilonovára hasonlított: gyorsan halványuló, vörösen izzó objektum jelent meg az égbolton. Ám röviddel később a jelenség inkább a szupernóvák jellegzetességeit mutatta, sőt, néhány kutató ekkor elvesztette az érdeklődését. Nemcsak a kilonova-kutatók, hanem a szupernóva-szakértők is próbálták megfejteni az esemény természetét.
Gravitációs hullámok és szokatlan tömegű csillagmaradványok
Az esemény augusztus 18-án kezdődött, amikor a LIGO és a Virgo detektorok gravitációs hullámokat érzékeltek, majd perceken belül globális riasztást adtak ki. Már ekkor világos volt, hogy két objektum ütközött, és legalább az egyikük szokatlanul kicsi, vagyis jóval kisebb tömegű lehet, mint egy tipikus neutroncsillag. Néhány óra múlva a Palomar Obszervatórium Zwicky Transient Facility-je is azonosított egy halványuló vörös forrást, nagyjából 1,3 milliárd fényévre innen.
Tucatnyi távcső — beleértve a hawaii Kecket, a német Fraunhofert és a GROWTH program résztvevőit — fordította lencséit az eseményre. Az első megfigyelések aranyhoz hasonló nehéz elemek vörös fényére utaltak. Ám az AT2025ulz viselkedése hamar megváltozott: újra fényesedni kezdett, színe kékesebbé vált, és hidrogén jelenlétét mutatták ki a spektroszkópiai vizsgálatok. Utóbbi inkább szupernóvára, egészen pontosan burkolatától megfosztott magösszeomlásos típusra (stripped-envelope core-collapse) utal. Emiatt többen azt gondolták, egyszerű szupernóvát látunk, függetlenül a gravitációs hullámoktól.
A szuperkilonova nyomában
Mansi Kasliwal és csapata számos apró jelből úgy véli, az AT2025ulz se nem tipikus kilonova, se nem hagyományos szupernóva. Mindeközben a gravitációs hullámok elemzése azt is sugallja, hogy az ütköző objektumok közül legalább az egyik akár a Napnál is kisebb tömegű lehetett — esetleg két, szokatlanul kicsi neutroncsillag találkozott. A neutroncsillagok általában 1,2–3 naptömegűek és körülbelül 25 km átmérőjűek, viszont bizonyos elméletek szerint születhetnek ennél is kisebbek: egy gyorsan forgó, nagy tömegű csillag kettészakadhat, vagy az összeomlás során egy széteső anyagkorongban alakulhatnak ki kisebb csillagmagok.
Nemcsak a neutroncsillagok különlegesek, hanem az is, hogy kettősük a fenti esemény során nagyon gyorsan egymás felé spirálozhat. Ahogy végül összeolvadnak, kilonova következik, amelyet ezalatt a szupernóva anyagfelhője kis mértékben eltakar.
Röviden: egy szupernóva-robbanásból született két újszülött neutroncsillag, amelyek szinte azonnal összeolvadtak, így kettős robbanás, szuperkilonova jött létre — vagy ahogyan a kutatók fogalmaznak, „tiltott” születésű csillagpárokról lehet szó.
Még több bizonyíték kell
Bár az elképzelés izgalmas, még mindig nincs egyértelmű bizonyíték arra, hogy valódi szuperkilonováról van szó. Ahhoz, hogy ezt alátámasszák, a csillagászoknak további hasonló eseményeket kell találniuk. Lehet, hogy a jövőben a kilonovák nem abban a formában jelennek meg, mint a GW170817, sőt, könnyen összekeverhetők lesznek szupernóvákkal. A kutatásokat olyan új műszerek segíthetik, mint a Vera Rubin Observatory, a NASA Roman Space Telescope, az UVEX vagy a Deep Synoptic Array.
Mindeközben az AT2025ulz már most új szemléletet hoz a csillagászatba: lehet, hogy valóban valami radikálisan új csillagrobbanás-típust sikerült megfigyelni.
