2011. június: Szupernóvák a Tejútrendszerben | MCSE

2011. június: Szupernóvák a Tejútrendszerben

Tejútrendszerünkben az utolsó szupernóva-robbanás 1868-ban történt, bár vizuálisan nem volt megfigyelhető. Azóta nem volt példa hasonló jelenségre, ugyanis a szupernóvák ritkán és véletlenszerűen tűnnek fel, így a hosszú kimaradás egyáltalán nem számít meglepőnek, inkább elszomorítónak. Szupernóva-robbanások maradványaiból azonban meglehetősen sokat figyelhetünk meg.

A Simeis 147 vagy Sharpless 2-240 jelű szupernóva-maradványról nem lehet sokat tudni, mindössze azt, hogy 3000 fényévre található a Földtől. A Bika és a Szekeres csillagkép határán található. A W49B jelű maradvány a Sas csillagképben található 35 000 fényév távolságban. Az infravörös megfigyelések gyűrűket mutatnak szerkezetében, emellett nagyon erős röntgensugárzást is észleltek. Érdekesség, hogy a kutatók azt gondolják, hogy ez egy gammakitörés maradványa. A W50 katalógusszámú ködösség egy 10 000 évvel ezelőtt, a Sas csillagképben felrobbant szupernóva maradványa. A csillagból egy nagy tömegű röntgenkettős maradt vissza, mely változásokat mutat, ezért a V1343 Aql változócsillag-jelölést viseli.


Szupernóva-maradvány a Vela csillagképben. Éder Iván felvétele 2010-ben készült, Namíbiából

A Vela szupernóva-maradvány „mindössze” 800 fényévre van a Földtől, és 11 000-12 000 éve keletkezhetett. A közepén egy pulzár található, mely 89 ms alatt fordul meg egyszer a tengelye körül. Az 1970-es évek elején a rádiójelek kicsiny változásának kimutatása után a kutatók azt feltételezték, hogy a pulzár körül egy bolygó kering. Ennek a bolygónak legalább 10 Jupiter-tömegűnek kell lennie, és 0,3 csillagászati egység távolságra kell keringenie a pulzár körül. A bolygó jelenléte azóta nem nyert megerősítést – igaz, már nem is keresik…


A Fátyol-köd a Hattyú csillagképben (Éder Iván felvétele)

A Fátyol-köd sokak számára ismert és kedves objektum. A ködöt William Herschel fedezte fel 1784-ben, a Hattyú csillagképben. A szupernóva legalább 5000 éve robbant fel, a maradvány átmérője jelenleg 3 fok körül van. Távolsága pontosan nem ismert, de az ultraibolya felmérések alapján legalább 1500 fényévre van tőlünk. További megfigyelésekből kiderült, hogy a maradvány oxigént, ként és hidrogént tartalmaz.

Kr. u. 185. szeptember 7-én fényes csillag tűnt fel a Circinus és a Centaurus határán. A jelenséget kínai csillagászok és talán a rómaiak is észrevették – igaz, ez utóbbiban nem biztosak a történészek. A szupernóva maradványa tőlünk 8200 fényévre található, a robbanás valószínűleg Ia típusú volt.


Az 1006-ban felrobbant szupernóva maradványa

Az Ia típusú szupernóvák akkor alakulnak ki, amikor egy kettősrendszerbeli fehér törpe anyagot kap a társától, mely egy vörös óriáscsillag. Ha a fehér törpe eléri a kritikus, 1,4 naptömegű határt, a csillagban lévő elfajult elektrongáz nyomása nem tudja a gravitációs erőt kompenzálni, a csillag menthetetlenül összeomlik, majd szupernóvaként fejezi be életét. Mivel a robbanások kb. azonos tömegnél következnek be, az abszolút fényességük is hasonló lesz. Ezeket a robbanásokat távoli galaxisokban is észlelni lehet, így az Ia típusú szupernóvákat mint azonos fényességű „standard gyertyákat”, a galaxisok távolságának meghatározására lehet használni. Azonban a legújabb megfigyelések szerint ezek a robbanások valójában nem egyforma fényesek.

Az írott történelem legfényesebb galaktikus szupernóvája 1006-ban robbant fel. A 7200 fényévre található szupernóva elérte a -7,5 magnitúdós látszólagos fényességét. A Lupus csillagképben feltűnt vendégcsillag Ia típusú volt. Kínai és arab csillagászok végezték róla a legpontosabb megfigyeléseket. Az egyiptomiak így írják le a jelenséget: „a jelenség 2-3-szor nagyobb a Vénusznál, a fényessége kicsit nagyobb, mint a félhold.” A tudósok a leírások alapján gyanítják, hogy Ia típusú volt a robbanás. Néhány forrás szerint a csillag elég fényes volt ahhoz, hogy árnyékot vessen, és még nappal is látható volt.
 
A szupernóva maradványát egészen 1965-ig nem találták meg, ekkor a Parkes rádiótávcsővel kimutattak egy korábban ismert rádióforrás körüli maradványt. Néhány évvel később röntgenforrást is kimutattak a maradványnál, majd 2010-ben a HESS röntgentávcső nagyenergiájú röntgenemissziót észlelt a maradványból. Átmérője kb. 20 parszek, eddig nem találtak benne sem neutroncsillagot, sem fekete lyukat.

A történelem talán leghíresebb szupernóváját 1054-ben fedezték fel kínai csillagászok. A szupernóva maradványát Rák-ködként ismerjük. A zéta Tauri közelében felrobbant csillag után pulzár maradt vissza. A Rák-köd és a benne rejtőző pulzár a leginkább tanulmányozott objektumok közé tartozik.


Az 1054-es szupernóva-robbanás maradványa, a Rák-köd Kereszty Zsolt felvételén

A Rák-ködöt 1731-ben fedezte fel John Bevis. 1757-ben Halley előrejelezte, hogy a Halley-üstökös 1758 végén vissza fog térni. Charles Messier is kereste az üstököst, miközben ő is észrevette a Rák-ködöt. Néhány megfigyelés után rájött, hogy az objektum nem mozog, ebből azt a következtetést vonta le, hogy az nem lehet a Halley-üstökös. Ekkor Messier elkezdte katalogizálni azokat az objektumokat, amelyek üstökösnek néznek ki, de mégsem azok – ezzel megkönnyítette az üstököskeresők munkáját. William Herschel Messier-től és Bevistől függetlenül szintén felfedezte a szupernóva-maradványt. Szerinte a maradványt csillagok csoportja alkotja. William Parsons volt az első, aki lerajzolta a ködöt 1844-ben, de a Rák-köd nevet négy évvel később adta neki.

Egy újabb szupernóva, amit szabad szemmel is látni lehetett, 1181-ben tűnt fel. A Cassiopeiában lévő „vendégcsillag” 185 napig volt látható. A robbanás során keletkezett pulzár másodpercenként 15-ször tesz meg egy fordulatot a tengelye körül. A megfigyelések szerint nagyon gyorsan hűl, ennek oka az erős neutrínófluxus lehet. A szupernóva-maradvány 10 000 fényévre található, látszó fényessége 8 magnitúdó.

Néhány száz évvel később a Cassiopeiában újabb vendégcsillag tűnt fel, melyet Tycho-féle szupernóvának is neveznek, mivel ő írta le a jelenséget a legrészletesebben. Az 1572-ben feltűnt szupernóva Ia típusú volt, szabad szemmel is látni lehetett. A szupernóvát nem Tycho látta meg először, hanem Wolfgang Schuler. Tycho, amikor meglátta, Jupiter fényességűnek írta le a vendégcsillagot, mely fokozatosan elérte a Vénusz fényességét. A szupernóva színe kezdetben fehér volt, végül 1574 márciusában vörös színűként tűnt el a megfigyelők szeme elől. A szupernóva maradványát 1960-ban fedezték fel. A képeken a maradvány nagyon halvány, csak később, a ROSAT űrteleszkóppal készítettek róla látványosabb felvételeket. A szupernóvát Ia típusúként katalogizálták, távolsága 8000 és 9800 fényév közötti. 2004 októberében azonosították a hajdani fehér törpe társcsillagát, amely nagyon hasonló a Naphoz.

A Tycho-féle szupernóva maradványa több mint négy évszázaddal a robbanás után

Egy újabb szupernóva tűnt fel 1604-ben az Ophiuchus csillagképben, ez a Kepler-féle szupernóva. Ez volt az utolsó, vizuálisan megfigyelt szupernóva Tejútrendszerünkben, maximális fényessége elérte a -2,5 magnitúdót. Az Ia típusú robbanás kb. 20 000 fényévre volt a Földtől. A szupernóvát először Észak-Itáliában észlelték október 9-én, Johannes Kepler csak október 17-én kezdte észlelni az új csillagot. A szupernóvát azért róla nevezték el, mert írt egy könyvet a szupernóváról De Stella nova in pede Serpentarii címmel.

{mosimage}
A Kepler-féle Kepler illusztrációja a De Stella nova in pede Serpentarii
művében. A szupernóva a Kígyótartó jobb lábánál található ‘N’ betűvel van jelölve

A Tejútrendszerben az utolsó megfigyelt szupernóva a Cassiopeia A nevet viseli. Távolsága 11 000 fényév, a maradvány átmérője mára elérte a 10 fényévet. A szupernóva fénye kb. 300 éve már elérhette a Földet, de nincs semmilyen feljegyzés erre az időpontra. Ennek az lehet az oka, hogy a nagytömegű csillag korábban már ledobta a külső burkait. A csillag egyébként egy nagy tömegű vörös szuperóriás volt, ennek a magja omlott össze, okozva a IIb típusú, nagyon ritka robbanást. A szupernóva egyik érdekessége, hogy a maradvány az egyik legerősebb rádióforrás a Tejútrendszerben. A Chandra röntgenteleszkóp megfigyelései nem adnak egyértelmű bizonyítékot arra, hogy a csillag maradványa neutroncsillag vagy fekete lyuk. A maradvány tágulási sebessége 4000 és 6000 km/s között lehet. Ebből az értékből számolták vissza az esemény bekövetkeztének idejét, ami 1667-re esett.

Végül a Tejútrendszerben ismereteink szerint a legfiatalabb esemény a G1.9+0.3 katalógusjelzést viseli. A Very Large Telescope rádióantenna-rendszerével végzett megfigyelésekből megállapított tágulási sebesség alapján a kora kb. 140 év. A robbanás valószínűleg azért nem volt látható, mert a galaxis központi vidéke felé nagyon sok a fényelnyelő porfelhő, melybe a robbanást elszenvedő csillag ágyazódott. Ez csak az optikai tartományban vehető észre, rádió és röntgentartományban a fény könnyen áthatol rajta, láthatóvá téve a maradványt. A gázok kiáramlási sebessége 56 millió km/h, ez a fénysebesség 15%-a, ami példa nélküli az eddig ismert szupernóva-maradványok között.