Nóva, szupernóva – kilonóva?
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2013.08.06 07:15.)

Minden eddiginél jobb bizonyítékot gyűjtöttek a Hubble-űrtávcsővel arra, hogy a rövid lefolyású gamma-kitöréseket összeolvadó neutroncsillagok vagy neutroncsillag–fekete lyuk párok okozhatják.

Az idén júniusban felvillant, GRB 130603B jelű gammakitörés utófénylésének közeli infravörös tartományban végzett megfigyeléséről a Nature című folyóiratban megjelenő cikkükben számolnak be a kutatók. Az 1960-as években véletlenül, a földi nukleáris tesztek ellenőrzésére készült műholdakkal felfedezett gamma-kitörések eredete sokáig teljesen rejtélyes volt. Hála az erre a célra felbocsátott űreszközöknek, mára már elég sokat tudunk ezekről a különös égi jelenségekről, de távolról sem mindent. Az áttörést az hozta, hogy a kitörések helyét elegendő pontossággal lokalizálni tudták az égen, és kellően gyors risztást voltak képesek adni a földi teleszkópoknak, amelyek a jelenség valamivel hosszabb ideig tartó utófénylését tanulmányozni tudták, még mielőtt az végleg elhalványul.

A gamma-kitörések alapvetően két (esetleg három) típusát különböztetik meg aszerint, hogy a gamma-tartományban milyen hosszú ideig tart a jelenség. Igazán „hosszú időről” persze nem beszélhetünk, legfeljebb néhány másodpercről. A rövid kitörések kategóriájába a 2 másodpercnél kevesebb ideig, akár csak ezredmásodpercekig tartó felvillanások tartoznak. A hosszabbakkal kapcsolatban az a csillagászokok egyre szilárdabb álláspontja, hogy igen nagy tömegű csillagok végső felrobbanásával vannak kapcsolatban.

A rövid kitörésekre vonatkozó egyik versengő elképzelés, hogy ezek két, egymás körül keringő, egyre közelebb kerülő, majd végül egybeolvadó extrém kompakt csillagmaradvány, egy-egy neutroncsillag vagy fekete lyuk végét jelzik. A GRB 130603B utófénylése a mérések szerint egy fokozatosan halványodó „kilonóva” volt, az összeolvadás elméletileg megjósolt nyomjelzője. A kilonóva beszédes elnevezés, mivel energia-kibocsátása mintegy 1000-szer haladja meg a hagyományos nóvákét. (A nóvák olyan fehér törpecsillagok kitörései, amelyek kísérő csillagukról elegendő anyagot szipkáznak el, hogy felszínükön rövid időre újra beinduljon a termonukleáris reakció.) A kilonóva ugyanakkor lényegesen (2-3 nagyságrenddel) kevésbé fényes, mint egy szupernóva, amely valójában egy nagytömegű csillag felrobbanásakor jön létre.

A kettős rendszerben egymás közelében keringő neutroncsillag-pár energiája gravitációs hullámok formájában távozik. Így a két objektum egyre közelebb jut egymáshoz, míg végül összeolvadnak. A kataklizma eredménye, a kilonóva, amely néhány nap után elhalványul, energiáját elsősorban a keletkező és kidobódó radioaktív atommagok bomlása szolgáltatja. Minden bizonnyal számos nehéz elem, mint például az arany és a platina, jórészt ilyen alkalmakkor keletkezett és szóródott szét a robbanás kozmikus környezetében, hogy aztán beépüljön a következő csillag- és bolygógenerációk anyagába.

A gamma-kitörés helyén a Hubble-űrtávcsővel június 13-án még megfigyelhető infravörös folt július 3-ára már eltűnt. (Kép: NASA / ESA / N. Tanvir - University of Leicester), A. Fruchter - STScI, A. Levan - University of Warwick)

A június 3-án a NASA Swift űrtávcsövével felfedezett GRB 130603B gamma-kitörés egy tőlünk közel 4 milliárd fényévre levő galaxisban villant fel, és a másodperc tizedrészénél alig tartott tovább. Mégis az akkor kibocsátott teljesítménye mintegy 100 milliárdszor akkora volt, mint az utána következő kilonóváé. A Hubble-űrtávcső közeli infravörös mérései mellett nagy földi teleszkópokkal (William Herschel Telescope, Gran Telescopio Canarias, mindkettő a Kanári-szigeteken) a látható fényt is detektálni tudták. A felvett színkép vonalainak vöröseltolódásából becsülték meg aztán a kitörés távolságát. A megfigyelések jól egyeznek a kilonóvákra vonatkozó legújabb elméleti számítások jóslataival.

A kilonóvák és a hozzájuk tartozó rövid gamma-felvillanások alkalmas célpontok lehetnek a gravitációs hullámok közvetlen detektálásához és forrásuk azonosításához is, amire előbb vagy utóbb sor kerül.