Különleges szupernóvák fényes nyomai
Amikor egy nagy tömegű csillag kifogy az energiát adó anyagból, a magja összeomlik, és hatalmas erejű robbanás következik be – ez a mag-összeomlásos szupernóva. Az összeomlott mag sorsától függően neutroncsillag vagy fekete lyuk jön létre, miközben az anyag java forró gázfelhőként száguld szét az űrben. Az utóbbi húsz év során különösen energikus példányokat is találtak, ezeket szuperluminózus szupernóváknak nevezik. Ezek fényessége legalább tízszerese a hagyományos szupernóvákénak.
Egy ilyen esemény, az SN 2017egm nevű objektum, az NGC 3191 galaxisban történt, több mint 440 millió fényévre, az Ursa Major csillagképben – vagyis még így is az egyik legközelebbi ilyen robbanás, amelyet valaha észleltünk. Az elmúlt 16 év alatt a kutatók a hat legközelebbi szuperluminózus szupernóvát is átvizsgálták a Fermi-űrtávcső adataiban, de csak ennél az eseménynél sikerült a gamma-sugárzás nyomait megtalálni. Érdemes kiemelni, hogy ezzel bizonyítást nyert: néhány szupernóva valóban lehet legalább annyira fényes gamma-sugárzásban, mint amennyire látható fényben ragyog.
A magnetárok szerepe a gigantikus robbanásokban
A szuperluminózus szupernóvák elképesztő fényereje mögött régóta magnetárokat sejtenek a csillagászok. Ezek olyan neutroncsillagok, amelyek mágneses mezője akár 10 billiószor is erősebb lehet, mint amilyenre egy hűtőmágnes képes, és ezzel ezerszer múlják felül más neutroncsillagok erejét. A kutatók elemezték az SN 2017egm látható fény- és gamma-sugárjeleinek adatait, amelyek jól illeszkednek ahhoz az elméleti modellhez, miszerint a robbanás után képződő magnetár másodpercenként több százszor foroghat meg saját tengelye körül, ezzel pedig óriási energiájú részecskeszél-ködöt – az úgynevezett magnetár-szélködöt – hoz létre.
Ezen a ködön belül az elektronok és pozitronok kölcsönhatásai révén gamma-sugarak keletkeznek, amelyek egy részét a szupernóva-roncsanyag elnyeli, és az így felszabaduló energia látható fényként jelenik meg – ettől lesz a robbanás kivételesen fényes.
Gamma-sugarak távoznak hónapok múltán
Nagyjából három hónappal a robbanás után, amikor a szétrepülő gázfelhő lehűl, a gamma-sugarak kiszabadulhatnak, és detektálhatóvá válnak. Érdemes kiemelni, hogy a kutatók szerint a fényesség gyors elhalványulását több folyamat is befolyásolhatja: például visszahulló anyag vagy a robbanás által létrehozott lökéshullám ütközése a csillag korábbi életében kidobott anyaggal.
Mindebből fakadóan a jövőben érkező, még érzékenyebb teleszkópok – például a Cserenkov Távcső Obszervatórium, amely akár 500 millió fényév távolságból is észlelhet hasonló robbanásokat – még részletesebb képet adnak majd ezekről a kozmikus monstrumokról. A földi és űrbéli távcsövek együttműködése új korszakot nyithat a robbanócsillagok kutatásában, feltárva a galaxisok legextrémebb rejtélyeit.
