A tökéletes robbanás az űrben

A felfedezés, amelyről a Koppenhágai Egyetem kutatói a Nature folyóiratban számoltak be, az úgynevezett kilonóva robbanások kapcsán született. Kilonóvának a normál nóvánál ezerszer fényesebb csillagrobbanásokat hívják, ezek két, egymás körül keringő neutroncsillag egyesülésekor jönnek létre. Ez a folyamat hozza létre azokat a nehéz elemeket, amelyek a mindennapjaink részei, mint az urán, az arany, vagy a szervezetünk számára fontos mikroelem, a jód. Egy 2017-ben lezajlott kilonóva robbanás kapcsán végzett vizsgálatok és modellszámítások különös eredményre vezettek: a felrobbanó anyag tökéletes gömb alakot ölt.

„Senki se számított rá, hogy így fog kinézni a robbanás. Egyszerűen értelmezhetetlen, hogy gömb alakú, mint egy labda, azonban a számításaink egyértelműen ezt mutatták. Valószínűleg ez azt is jelentheti, hogy az elmúlt 25 évben kidolgozott, kilonóva-elméletekből és szimulációkból valamilyen fontos fizikai adat hiányzik” – magyarázta Darach Watson, a kutatás résztvevője.

Az egyelőre nem világos, minek is köszönhető ez a gömbszerkezet. A kutatók arra gyanakodnak, hogy hatalmas mennyiségű energia sugárzik kifelé a robbanás középpontjából, s ennek hatására az egyébként aszimmetrikus alakzat kiegyenlítődik. „Vagyis a gömb alak azt is jelzi, hogy az ütközés középpontjában hatalmas energiák vannak, ezt pedig nem láttuk előre” – tette hozzá Albert Sneppen, aki szintén részt vett a kutatásban.

Amikor a két neutroncsillag összeolvad, egy pillanatra egyetlen, hatalmas tömegű neutroncsillaggá válnak, majd összeomlanak és születik belőlük egy fekete lyuk. A kutatók szerint talán az összeomlás során történhet valami rejtélyes esemény. Esetleg valamiféle „mágneses bomba” jön létre, amikor a neutroncsillag óriási mágneses tere elszabadul a csillag fekete lyukká omlásakor. Az így felszabadult mágneses energia okozhatja azt, hogy a robbanásban részt vevő anyag gömb alakot vesz fel. Ha ez igaz, akkor a fekete lyuk születése egy rendkívül energikus folyamat lehet a szakemberek szerint.

Azonban ez nem képes megmagyarázni az elemek létrejöttének aszimmetriáját. A neutroncsillagok összeolvadásakor születő nehéz és ultra nehéz elemek eltérő helyeken jönnek létre a kilonóvában (az egyes elemek születéséhez eltérő körülmények is szükségesek), s emiatt az elemeket más irányokba is lökné ki magából a kilonóva. A kutatók azonban csak a kevésbé nehéz elemeket detektálták, s ezek pedig egyenletes eloszlást mutattak a kilonóva körül. Erre az adhatna magyarázatot, ha a két neutroncsillag összeolvadása pillanatában neutrínók keletkeznének igen nagy mennyiségben, ez a kevésbé nehéz elemek túlsúlyát is eredményezhetné, azonban ez az elmélet sem tökéletes.

A tökéletes gömb még egy okból izgalmas: az Univerzum tágulása s így annak kora szempontjából. Kétféle módszer van ennek megmérésére, s a kettő eredménye közt mintegy egymilliárd évnyi különbség van. A kilonóvák robbanása egy harmadik módszert nyújthat, amellyel ellenőrizhető, hogy hol is rejlik az igazság. „A gömb alakban terjedő robbanások sokkal precízebb méréseket tesznek lehetővé” – magyarázta Darach Watson. Ahhoz, hogy felhasználhassák a kilonóvákat e mérésben, a jelenleg ismerteknél többre van szükség, és talán a következő években még rájuk bukkanhatnak a LIGO obszetvatóriumai.