Egy kozmikus „születésnap”
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat , Űrcsillagászat Európában - 2012.02.29 07:15.)

Amíg az ősemberek a kőkorban zsákmányukra vadásztak és barlangokban találtak menedéket Afrikában, addig a távoli Nagy Magellán-felhőben egy, a Napunknál tizenhatszor nehezebb csillag élete egy hatalmas összeomlással ért véget.

Ahogy a csillag összeomlott, külső héját levetette és szupernóva lett belőle. 160 ezer évvel később, 1987. február 24-én a szupernóva fénye – miután 300 millió m/s-os sebességgel „keresztülszáguldott” az Univerzumon, végül elérte a Föld déli égboltját.

A fényes szupernóva a Tarantula-ködben jelent meg. (Kép: ESO)

25 évvel később az 1987A jelű szupernóvaként ismert jelenség egyedülálló lehetőséget kínál a csillagászoknak, hogy tanulmányozzák, mi történik egy nagy tömegű csillaggal a robbanás előtt és azt követően. Csillagtérképek alapos áttanulmányozása során sikerült ugyanis a később felrobbant csillagot pontosan azonosítani. A felrobbant csillag a Sanduleak (Sk) –69° 202 azonosítót viseli. A Sanduleak –69° 202 csillag egy fényes kék szuperóriás volt, mely a Tarantula-köd szélén helyezkedett el, egy nagy csillagkeletkezési régióban, a Nagy Magellán-felhőben. Ezen a területen gyorsan keletkeznek a csillagok, életüket gyorsan élik, és haláluk látványos. A köd ragyogó leple tele van hintve ősi szupernóva-maradványok nyomaival. Az SN 1987A volt a legutóbbi darabja e gyűjteménynek.

A „gyöngysor” a szupernóva szülőcsillaga által korábban ledobott anyag csomóit mutatja, amelyek fényét most a robbanás odáig elért lökéshulláma gerjeszti. [Kép: NASA / P. Challis, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian CfA) /B. Sugerman (STScI)]

A Hubble-űrteleszkóp a kora 1990-es évek óta figyelemmel követi a táguló felhő fejlődését. Az űrteleszkóp mérte, ahogy a radioaktív elemek – főképp az 56-os tömegszámú nikkel és kobalt – bomlása által fenntartott fényesség lassan halványodott. A megfigyelések szerint a lökéshullámfront épp összeütközőben van a csillag belső háborgásai miatt több száz évvel a robbanás előtt gyűrű alakban ledobott anyaggal. A Hubble-űrteleszkóp további, távoli gyűrűket is detektált.

Művészi elképzelés az SN 1987A jelű szupernóva gyűrűiről. (Kép: ESO / L. Calçada)

A táguló felhő anyaga olyan hevesen ütközik a korábbi gyűrű anyagával, hogy a folyamat során röntgensugárzás keletkezik, mely gerjeszti a gázt a táguló maradványban, és felfényesíti. A NASA Chandra-röntgenteleszkópja is megfigyelte a keletkezett röntgensugarakat, meggyőződve arról, hogy mi is történik valójában. Az SN 1987A mára igazi „szupernóva-maradvánnyá” vált: nem a robbanás készteti fénylésre, hanem a szupernóva ledobott anyaga és a korábbi anyaggyűrű között lejátszódó ütközési folyamatok.

Még egy kérdés maradt: a szupernóva-robbanást követően hátra szokott maradni a csillag magja egy gyorsan forgó neutroncsillag, vagyis pulzár képében. Ebben az esetben azonban még nem detektáltak szabályos bip-bip-bip jeleket sem rádió-, sem röntgen- vagy gamma-tartományban. Vajon létrejött-e a robbanásban egy pulzár a Sk –69° 202 jelű csillag helyén? Vagy a szupernóva olyan hatalmas méreteket öltött, hogy neutroncsillag helyett egy fekete lyuk keletkezett? Az is elképzelhető, hogy a pulzár rejtve marad előttünk a por miatt, és ha nem vagyunk a pulzár által kibocsátott rádió sugárnyaláb irányában, akkor nem tudjuk detektálni.

Nagy látómezejű felvétel az SN 1987A környezetéről, mely a belső és a két külső gyűrűt is mutatja. (Kép: ESA / Hubble és NASA)

A Hubble- és a Chandra-űrteleszkópok mellett a Herschel-űrtávcső is tanulmányozta az SN 1987A jelű szupernóvát. Míg a Hubble és a Chandra általában a melegebb, fényesebb részeit figyelte meg a szupernóvának, addig a Herschel a távoli infravörös tartományban tanulmányozta a hideg port. Kiderült, hogy a szupernóva valóságos „porbomba” volt, mivel a robbanás során annyi port dobott ki, ami elegendő lenne 200 ezer darab földtömegű bolygó létrehozására.

Az SN 1987A születési helye (pontosabban inkább halálos ágya), a Tarantula-köd a Nagy Magellán-felhőben. (Kép: ESO)

Az SN 1987A számos okból különleges. Ez volt a legutóbbi szabad szemmel is látható szupernóva az éjjeli égbolton. Közelsége miatt lehetőséget adott egy óriási csillag halálának tanulmányozására és a szülőcsillag pontos azonosítására. Ugyancsak ez volt az első alkalom, hogy egy szupernóvából származó neutrínósugárzást sikerült műszereinkkel detektálni. Távoli galaxisokban rendszeresen figyelhetünk meg szupernóvákat, de senki sem tudhatja, hogy a következő közeli, akár a Tejútrendszerben levő szupernóva mikor robbanhat. Az SN 1987A révén már tudjuk, mire számíthatunk: meglehet, hogy előbb a neutrínóérzékelők jeleznek, és csak utána fedezi fel valaki a fényes „vendégcsillagot” az égen.