A szuperfényes szupernóvák rejtélyes ereje
A szuperfényes szupernóvák a világegyetem legfényesebb csillagrobbanásai, amelyek legalább tízszer fényesebbek, mint az átlagos szupernóvák. Már a kétezres évek elejétől próbálták a kutatók megfejteni, miért ragyognak ilyen intenzitással, még jóval azután is, hogy a csillag belsejében lezajló vas-mag összeomlása az anyagát a világűrbe szórta.
2010-ben Dan Kasen, a UC Berkeley kutatója, azt sejtette, hogy a magyarázat kulcsa a frissen született magnetár lehet. Az elmélet szerint, ha egy hatalmas csillagban különösen erős mágneses tér van jelen, akkor a mag összeomlása a mezőt akár 100–1000-szeresére is növelheti, létrehozva egy magnetárt, amely sokkal erősebb, mint egy átlagos pulzár. Ezek a neutroncsillagok körülbelül 16 km átmérőjűek, és a fiatalabb példányok másodpercenként több mint ezerszer forognak.
Forgás közben rendkívül erős mágneses mezejük feltöltött részecskéket lök ki, amelyek az éppen táguló szupernóva-anyagba csapódva extra energiát juttatnak az egész rendszerbe – ezért világítanak ezek a szupernóvák több hónapon át. Később felmerült, hogy a magnetárok magyarázhatják a rejtélyes gyors rádiókitöréseket is.
A csicsergő szupernóva leleplezi a központi motort
Joseph Farah, a UC Santa Barbara és a Las Cumbres Obszervatórium doktorandusza áttörő bizonyítékot talált 2024-ben, amikor behatóan vizsgálta az SN 2024afav nevű szupernóvát. Farah, aki idén ősszel csatlakozik Kasen csapatához, megállapította: a szupernóva fénygörbéjén látható szokatlan „púposodások” bizonyítékul szolgálnak arra, hogy a robbanásban valóban magnetár keletkezett.
Különösen fontos kiemelni, hogy ez az első közvetlen, kétséget kizáró bizonyíték egy magnetár születésére ilyen esemény során. A magnetárelmélet lényege, hogy a központi motor óriási energiája táplálja a szupernóvát. Most pedig először sikerült ténylegesen azonosítani ezt a „motort” a lejátszódó kozmikus esemény középpontjában.
Kasen később úgy fogalmazott: a magnetárok létezése eddig olyan volt, mint egy elméleti bűvészkedés – csak sejtették, hogy ezek a rejtett motorok magyarázzák a rendkívüli ragyogást, de nem voltak közvetlen bizonyítékok. Most a csicsergés jellegzetessége mégis lehúzza a leplet erről a titkos energiaforrásról.
Egymilliárd fényéves távolságból érkező különleges jel
Az SN 2024afav-ot 2024 decemberében fedezte fel a Las Cumbres Obszervatórium 27 távcsövének globális hálózata, majd több mint 200 napon át folyamatosan figyelték. Az esemény nagyjából egymilliárd fényévnyire zajlott a Földtől.
A szupernóva, a legtöbb társával ellentétben, nem halványult egyenletesen – a fénymaximum utáni körülbelül 50. napon megjelent egy sor fényességnövekedés és -csökkenés, négy határozott csúccsal, amelyek között az időközük lassan rövidült, mintha egy madár csicsergését hallanánk. Korábban láttak már egy-két kis „púpot” más szuperfényes szupernóvák fényében, de négyet sosem.
Einstein elmélete adja meg a végső választ
Farah és csapata azt találta, hogy a robbanás anyagának egy része visszahull a frissen képződött neutroncsillagra, korongot – úgynevezett akkréciós korongot – alkotva. Különösen fontos kiemelni, hogy ez a korong a magnetár tengelyéhez képest kissé megdöntve alakult ki. Einstein relativitáselmélete szerint ilyenkor a gyorsan forgó neutroncsillag elcsavarja maga körül a téridőt, ezt nevezik Lense–Thirring-precessziónak, aminek hatására az akkréciós korong imbolyog.
A dülöngélő korong bizonyos időszakonként eltakarta vagy visszaverte a magnetár fényét, szinte világítótoronyként villogva. Ahogy a korong folyamatosan, spirálozva befelé haladt, a villogás egyre gyorsabb lett – ez adta a megfigyelt csicsergő jelet. Más magyarázatok, például a pusztán newtoni fizikán alapulók vagy a mágneses mező által vezérelt precesszió, nem tudták ilyen pontosan megjósolni a jel időzítését.
A magnetár elképesztő adottságait is kiszámolták: a neutroncsillag 4,2 ezredmásodperc alatt fordul meg egyszer, mágneses tere pedig körülbelül 300 billiószor erősebb, mint a Földé.
Új kérdések és további rejtélyek
A tudósok hangsúlyozzák: a magnetárok talán nem minden szuperfényes szupernóva titkát magyarázzák meg. Előfordulhat, hogy némelyiket a környezetben lévő anyaggal ütköző lökéshullámok teszik extrém fényessé, vagy a végén fekete lyuk is keletkezik, és az akkréciós korong ott is hasonló „púposodó” jeleket produkálhat.
Különösen fontos kiemelni, hogy mostantól még több „csicsergő” szupernóvát várnak, különösen amikor a Vera C. Rubin Obszervatórium elkezdi az éjszakai égbolt soha nem látott feltérképezését.
A felfedezés egyértelmű jel a tudósok számára: bármilyen lenyűgözőek is az eddigi modellek, a világegyetem még mindig tartogat meglepetéseket és újabb kihívásokat.
