A 2014C néven ismert szupernóva nyolc éve történt, de a tudósok még mindig figyelik és tanulnak a következményeiből. A nagyon halványan látható robbanás pirossal van bekarikázva. Köszönetnyilvánítás: Sloan Digital Sky Survey
A Chicagói Egyetem kutatóinak bevonásával készült tanulmány a 2014-es szupernóva utóhatásait elemzi.
Csillagászok egy nemzetközi csoportja új nyomokat tárt fel egy titokzatos csillagrobbanásról, amelyet nyolc éve fedeztek fel, de a tudósok figyelése közben is folyamatosan fejlődnek.
Az eredmények segítenek a csillagászoknak jobban megérteni a hatalmas csillagok – a saját Napunknál jóval nagyobb óriások – életének és halálának folyamatát.
A tanulmány tették közzé Az asztrofizikai folyóirat az austini Texasi Egyetem (UT Austin) által vezetett csoport, amelybe a tudósok is beletartoznak University of Chicago.
2014C élete
2014-ben a csillagászok hirtelen fényes foltot észleltek az égen – ez biztos jele annak, hogy egy csillag robbant fel az űrben.
Amikor először észlelnek egy felrobbanó csillagot, a csillagászok a világ minden tájáról távcsővel próbálják követni azt, mivel a kibocsátott fény az idő múlásával gyorsan változik. Figyeli, hogyan fejlődik, olyan teleszkópok segítségével, amelyek láthatják a látható fényt, valamint a röntgensugarakat, rádióhullámokat és infravörös fény, a tudósok következtetni tudnak a rendszer fizikai jellemzőire.
Ez a vázlat a felrobbanó csillag (bal, sárga) által kibocsátott különféle kilökődéseket és szeleket (vörös és lila) mutatja. A közös burkolólap (kék) mindkét csillagot körülveszi, a szupernóvaként felrobbanó csillagot és annak bináris partnerét (nincs ábrázolva). A közös burkolólemez körüli határréteg a hidrogén forrása, amelyet a csapat észlelt. Köszönetnyilvánítás: B. Thomas et al./UT Austin
Ennek során a csillagászok sokszor azonosították a jeleket, és kategóriákba sorolták ezeket a felrobbanó csillagokat. A 2014C, ahogy ezt az eseményt elnevezték, úgy nézett ki, mint az úgynevezett Ib típusú szupernóva. Ez történik, amikor a világegyetem legnagyobb ismert csillagai meghalnak.
Valójában a tudósok úgy vélik, hogy a 2014C valószínűleg eredetileg nem egy, hanem két csillag keringett egymás között, egyik nagyobb, mint a másik. A nagyobb tömegű csillag gyorsabban fejlődött, kitágul, és külső hidrogénrétege elszívódott. Amikor végül kifogyott az üzemanyagból, magja összeomlott, és óriási robbanást váltott ki.
Kutatás Prof. Vikram Dwarkadas
A robbanás utáni első 500 napon végzett megfigyelések azonban azt mutatták, hogy a robbanás kibocsát több Röntgensugarak az idő múlásával, ami szokatlan volt, és csak kis számú szupernóvában volt látható. "Ez arra utalt, hogy a lökéshullám kölcsönhatásba lép a sűrű anyaggal" - mondta Vikram Dwarkadas, a Chicagói Egyetem csillagászat és asztrofizika kutatóprofesszora.
A csoport azt tűzte ki célul, hogy összegyűjti a 2014C-vel kapcsolatos összes adatot, beleértve a kapott új adatokat, valamint az elmúlt nyolc év tanulmányaiból származó adatokat, és összeilleszti azokat a sztárral történt eseményekről.
A röntgensugárzás, az infravörös fény és a rádióhullámok mind azt a jellegzetes mintát mutattak, hogy növekedtek, majd csökkennek. Eközben az UT Austin Hobby-Eberly teleszkópja által mért optikai fény állandónak tűnt. A rádiójel azt mutatta, hogy a lökéshullám nagyon nagy sebességgel tágul, míg az optikai fény sokkal lassabb sebességet jelzett.
A kutatók azt sugallták, hogy a furcsa viselkedés a két csillag körüli sűrű hidrogénfelhővel függ össze, amely életük korábbi szakaszaiból maradt fenn.
Amikor a csillag felrobbant, lökéshullámot keltett, körülbelül 67 millió mérföld/óra sebességgel minden irányban. Ahogy a lökéshullám elérte ezt a felhőt, viselkedését befolyásolja a felhő alakja.
Ezek a szupernóvák akkor történnek, amikor a világegyetem legnagyobb ismert csillagai meghalnak.
A legegyszerűbb modellben ezt a felhőt gömb alakúnak és szimmetrikusnak feltételeznénk. Ha azonban a felhő „fánkot” formált volna a két csillag körül – vagyis a közepe körül vastagabb –, a gyűrű vastagabb része lelassítaná a lökéshullámot, és az optikai fényben lassabban mozgó anyagként jelenne meg. Eközben a vékonyabb területeken a lökéshullám előrerohant, ahogy az a rádióhullámokon is látható. „Gondoljunk csak arra, hogy a víz egy sziklába ütközik a folyó közepén” – mondta Dwarkadas.
A tudósok szerint továbbra is vannak kérdések, de ez az egyenetlenség a különböző hullámhosszok által jelzett lökéshullám eltérő sebességét okozhatja.
A tanulmány értékes támpontokat adott e csillagok evolúciójához és ezekből a rendszerekből elveszett tömegükhöz, és tágabb értelemben e viszonylag titokzatos csillagok életéhez és halálához – mondták a tudósok.
„Tág értelemben az a kérdés, hogy a hatalmas csillagok hogyan veszítik el tömegüket, az a nagy tudományos kérdés, amellyel foglalkoztunk” – mondta J. Craig Wheeler, az UT Austin professzora és a csapat tagja. "Mekkora tömeg? Hol van? Mikor dobták ki? Milyen fizikai folyamattal? Ezek voltak azok a makrokérdések, amelyeket kerestünk.
"És a 2014C egy igazán fontos eseménynek bizonyult, amely jól illusztrálja a folyamatot."
Erről a kutatásról bővebben a Rendkívüli szupernóva titkokat tár fel a csillagászok számára című témakörben.
Hivatkozás: „Seven Years of SN 2014C: a Multi-Wavelength Synthesis of an Extraordinary Supernova”, Benjamin P. Thomas, J. Craig Wheeler, Vikram V. Dwarkadas, Christopher Stockdale, Jozsef Vinko, David Pooley, Yerong Xu és Greg Zeimann Phillip MacQueen, 4. május 2022. Az asztrofizikai folyóirat.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5fa6
arXiv: 2203.12747
A tanulmányt Benjamin Thomas, az austini Texasi Egyetem munkatársa vezette. A másik kutató a Chicagói Egyetemről Yerong Xu, SM'20 volt, jelenleg az olaszországi Palermói Egyetem munkatársa. A munkatársak és a teleszkópok teljes listáját lásd az újságban.
Finanszírozás: US National Science Foundation, US Energy Department, NASA, Chandra Obszervatórium, Magyarország Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal.
