Így néz ki egy frissen felrobbant csillag

A szupernóva-robbanások a világegyetem legdrámaibb eseményei közé tartoznak, és számunkra is fontosak, hisz a nehéz elemek sokasága e jelenségek során alakult ki, és a robbanások szórják szét azokat a korábban létrejött elemeket, amelyek nélkül élet sem lenne. A robbanások lökéshulláma új csillagok és bolygóik keletkezését indítja el, így a szupernóvák segítik elő, hogy az univerzum folyamatosan újjászülető rendszerekből álljon. Nyugodtan kijelenthetjük, hogy szupernóvák nélkül mi magunk se létezhetnénk.

Nemrégiben az Európai Déli Obszervatórium (ESO) számolt be arról a felfedezésről, amelyben először sikerült egy szupernóvát mindössze 26 órával a felrobbanása utáni állapotban részleteiben megfigyelni. Az SN 2024ggi nevű szupernóvát akkor fedezték fel, amikor még a felfénylés állapotában volt, 2024. április 10-én, majd rekordsebességgel megszervezték a szakemberek a megfigyelését az ESO óriási műszereivel.

Az efféle, kimondottan sürgős megfigyelésekre úgy kerülhet sor a gyakran évekre előre lefoglalt távcsőidőben, hogy az ESO igazgatója rendelkezik egy meghatározott idővel, amelyet a különleges események miatt saját hatáskörben kioszthat. (Könnyen érthető, hogy egy váratlanul bekövetkező eseményt nem lehet előre besorolni a több éves megfigyelési programba.)

A szupernóva a tőlünk nem ideálisan, ám a déli féltekéről jól megfigyelhető Hydra csillagképben, az NGC 3621 jelű galaxisban robbant, a Földtől 22 millió fényév távolságban. Ez csillagászati értelemben meglehetősen közelinek számít.

Április 11-én már be is illesztették a megfigyelését az ESO VLT programjába, így a kutatóknak egyedülálló lehetőségük nyílt a rendkívüli esemény megfigyelésére. A kutatók tudták: a megfelelő nagyságú teleszkóppal és a célnak megfelelő műszerrel ki lehet majd deríteni, milyen alakú is a frissen robbant szupernóva.

Az első megfigyeléseknek sikerült a robbanás azon fázisát rögzíteni, amelyben a csillag középpontjánál bekövetkezett robbanásban felgyorsított anyag áttöri a csillag felszínét.

Néhány órán át ilyenkor egyidejűleg lehet megfigyelni a csillag alakját és a robbanás alakját is. „Egy szupernóva-robbanás geometriája alapinformációkat nyújt a csillagfejlődésről, valamint e kozmikus tűzijátékhoz vezető folyamatokról” – mondta el a kutatást vezető Yi Yang. A nagy, a Napnál legalább 8-szor nagyobb tömegű csillagok szupernóva-robbanásainak pontos mechanizmusai máig nem egészen világosak.

A csillag, amelyből a most vizsgált szupernóva lett, egy vörös szuperóriás volt, amelynek tömege 12-15-szerese a Nap tömegének, mérete pedig 500-szor nagyobb. Így az SN 2024ggi a nagy tömegű csillagok robbanásának klasszikus példája volt.

Tudjuk, hogy a csillagok amiatt képesek életük során megtartani gömb alakjukat, hogy a gravitációs erő összehúzó hatása, és a csillagban zajló fúzió tágító hatása egyensúlyban vannak. Azonban, ahogy kifogy az „üzemanyag” a csillagból, a fúziós „motor” akadozni kezd. Ekkor a csillag magjában összeomlás indul be, miközben a körülötte lévő héjak rázuhannak, majd visszapattannak róla. Ez a visszapattanás az, ami aztán lökéshullámként végigrobogva a csillag egész anyagtömegén végül elvezet a csillag robbanásához.

Amikor a lökéshullám áttöri a csillag felszínét, hatalmas energiák szabadulnak fel, emiatt fényesedik fel rendkívüli módon a szupernóva, és emiatt válik észrevehetővé. Ebben a szakaszban, ami csak igen rövid ideig tart, észlelni lehet azt, hogy milyen alakzatként tör át a csillagfelszínen a robbanás. Ezt követően aztán a csillag környezetével való kölcsönhatások miatt nem sokat lehet látni már. Az alakot a fény polarizációja révén lehet megfigyelni, erre kaptak – most először – lehetőséget az ESO VLT óriástávcsövén át, a spektropolarimetria módszerével a kutatók.

A mérések alapján a robbanás eleinte olajbogyó alakú volt, majd, ahogy a csillag körüli térben lévő anyagokba beleütközött, kissé ellaposodott, ám a kilövellő anyag tengelyes szimmetriája ugyanolyan maradt. Úgy tűnik ebből, hogy a nagy tömegű csillagok robbanásai mögött azonos fizikai mechanizmus áll, amely meghatározott tengelyes szimmetriát mutat nagy léptékben kifejtett hatásaiban is.

Ezek a megfigyelések elvezettek ahhoz, hogy néhány jelenlegi szupernóva-modell érvényességét megkérdőjelezzék a szakemberek. Más modelleket pedig pontosítani lehetett az újonnan szerzett információkkal. Így aztán közelebb is kerülhettünk ahhoz, hogy megértsük a nagy tömegű csillagok drámai haláltusáját.