A csillagrobbanás kulisszatitkai
A nemzetközi kutatócsoport két novarobbanás szinte közvetlen utáni állapotát dokumentálta lenyűgöző részletességgel. Ehhez a kaliforniai Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA Array) interferometriás rendszerét hívták segítségül, amely több távcső képét kombinálva rendkívül éles felvételeket készít. A gyorsan változó események finom részleteinek megfigyelése így vált lehetségessé, mintha egy szemcsés, fekete-fehér fotóról hirtelen éles HD-videóra váltottunk volna.
Mi az a nova, és miért fontosak a lökéshullámok?
A nova egy közeli kettős csillagrendszerben jön létre, ahol egy fehér törpe folyamatosan anyagot szív el a társától. Ha elég gáz gyűlik össze, beindul egy lavinaszerű magfúzió – ennek eredménye egy hirtelen, erőteljes fényesedés az égen. A kezdeti kitörést azonban korábban csak közvetve tudták tanulmányozni a csillagászok, mert a kitáguló törmelékből csak fényes pontot lehetett látni. Most viszont pontosan látható, hogyan áramlik és ütközik az anyag, és hogyan hoz létre lökéshullámokat, amelyek végül gamma-sugárzást idéznek elő. Ez azonban csak a jéghegy csúcsa.
Két eltérő robbanás 2021-ből
A kutatók két, 2021-ben felrobbant novát figyeltek meg, amelyek meglepően eltérően viselkedtek. A V1674 Herculis nevű nova minden idők egyik leggyorsabbja volt: napok alatt beindult és elhalványult. A felvételeken két, egymásra merőleges irányba áramló gázáramlat jelent meg – egyszerre több anyagkidobás és azok összeütközése zajlott. Ehhez épp akkor észlelt a NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope-ja nagy energiájú gamma-sugárzást, így teljesen egyértelművé vált, hogy a lökéshullámok ténylegesen a gázáramlatok ütközéséből erednek.
Ezzel szemben a V1405 Cassiopeiae nevű nova sokkal lassabb tempót diktált. Meglepő módon több mint 50 napig visszatartotta a külső gázburkát, csak utána szabadította ki – ezzel a váratlanul késleltetett anyagkilövelléssel és a hozzá kapcsolódó lökéshullámokkal újfent gamma-sugárzást produkált.
Interferometria és spektroszkópia: új ablak a kozmikus eseményekre
A részletes strukturális képeket az interferometria tette lehetővé – ugyanaz az elv segítette a galaxisunk közepén található fekete lyuk lefotózását is. A csapat ráadásul a Gemini Obszervatórium spektrumait is összevetette az elkészült képekkel, amelyek szépen visszaigazolták az anyagáramlatok változásait. Ráadásul immár valós időben lehet figyelni, hogyan szabadul fel egy csillag energiája, hogyan tör ki az anyag, és hogyan sűrűsödnek össze az áramlatok kisméretű, nagy energiájú, szuperszonikus ütközésekben.
Új kép a novákról – és a gamma-sugárzás eredetéről
Az úttörő megfigyelések alaposan felülírják a korábbi elképzeléseket. A nova nem egy hirtelen, egyszeri robbanás, hanem sokszor többlépcsős, többszörös anyagkidobással – sőt, akár többhetes késleltetéssel – zajló esemény. Ez a komplexitás az oka annak, hogy a novák a legkülönfélébb lökéshullámokat, és így erős gamma-sugárzást bocsátanak ki.
A NASA Fermi távcsöve évek óta vizsgálja, hogyan lesznek ezek a robbanások valós laboratóriumai az extrém fizikai folyamatoknak – a magfúziótól a plazmalökéshullámokig és a részecskegyorsításig. Most először sikerült teljesen összeilleszteni a nukleáris robbanás, az anyag térbeli elrendeződése és a gammakitörések mozaikját.
Új korszak kezdődött a csillagrobbanások kutatásában
A mostani eredmények alaposan átrajzolják a novákról alkotott képet. A kutatók szerint ez még csak a kezdet: a jövőben újabb megfigyelések nyithatják meg az utat annak megértéséhez, hogyan születnek, élnek és pusztulnak a csillagok, és miként formálják a környezetüket. A novák tehát sokkal izgalmasabbak és gazdagabbak, mint eddig gondoltuk – a valódi kozmikus drámák főszereplői.
