A szupernóva ritka és csodálatos esemény. Mivel ezekre az intenzív robbanásokra csak akkor kerül sor, amikor egy hatalmas csillag eléri evolúciós élettartama végső szakaszát - amikor az üzemanyag kimerült és a mag összeomlik -, vagy amikor egy bináris csillagrendszerben egy fehér törpe elhasználja társát, képes az egyik tanú meglehetõsen kiváltság.
De a közelmúltban egy nemzetközi csillagászok csapata tanúja volt valami, ami talán még ritkább is - egy szupernóva esemény, amely látszólag lassítva zajlik. Míg a maga szupernóváját (SN Ibn típus) jellemzően a csúcsfényesség gyors növekedése és a gyors csökkenés jellemzi, addig a szupernóvának példátlanul hosszú időbe telt a maximális fényerő elérése, majd lassan elhalványult.
A kutatás érdekében az Egyesült Királyságból, Lengyelországból, Svédországból, Észak-Írországból, Hollandiából és Németországból álló kutatócsoport egy Ibn típusú eseményt tanulmányozott, OGLE-2014-SN-13 néven. Az ilyen típusú robbanások úgy gondolják, hogy hatalmas csillagok (amelyek elvesztették a hidrogén külső burkolatát), amelyek mag-összeomláson mennek keresztül, és amelyek ejecta kölcsönhatásba lépnek egy héliumban gazdag körkörös anyag (CSM) felhőjével.
A tanulmányt Emir Karamehmetoglu vezette a stockholmi egyetemen az Oskar Klein Központból. Ahogy azt a Space Magazine e-mailben mondta:
Az Ibn típusú szupernóvákról úgy gondolják, hogy nagyon hatalmas csillagok robbanásai, amelyeket egy rendkívül héliumban gazdag anyag sűrű területe vesz körül. Ennek a héliumnak a létezését keskeny hélium emissziós vonal jelenlétével vonjuk le az optikai spektrumukban. Hisszük azt is, hogy nagyon kevés hidrogén van a csillag közvetlen környezetében, mert ha ott lenne, sokkal erősebb lenne a spektrumban, mint a hélium. Ahogy el tudod képzelni, az ilyen konfiguráció nagyon ritka, mivel a hidrogén messze a legszélesebb elem az univerzumban. ”
Mint már említettük, az Ibn típusú szupernóvát fényességük hirtelen és drámai növekedése, majd gyors visszaesése jellemzi. Amikor azonban megfigyelték az OGLE-2014-SN-131-et - amelyet 2014. november 11-én észleltek a Varsói Egyetemi Csillagvizsgáló Optikai Gravitációs Lensing Kísérlet (OGLE) segítségével -, valami teljesen más tanúságot tapasztaltak meg.
"Az OGLE-2014-SN-131 eltérő volt, mivel közel 50 napot igényelt a tipikusabb ~ 1 héthez képest, hogy fényes legyen" - mondta Karamehmetoglu. "Aztán viszonylag lassan esett vissza. Az a tény, hogy többször is hosszabb ideig tartott, mint a maximális fényerősség tipikus emelkedése, amely ellentétben a többi korábban vizsgált Ibn-rel, nagyon egyedi tárgyakká teszi. ”
Az OGLE-IV átmeneti érzékelő rendszer által gyűjtött adatoknak köszönhetően képesek voltak az OGLE-2014-SN-131-et kb. 372 ± 9 megaparszek (1183,95–1242,66 millió fényév) távolságra helyezni a Földtől. Ezt azután fotometrikus megfigyelésekkel követik nyomon az OGLE távcsővel a chilei Las Campanas obszervatóriumban és a Gamma-Ray Burst optikai / közeli infravörös detektor (GROND) segítségével a La Silla obszervatóriumban.
A csoport spektroszkópiai adatokat is nyert az ESO új technológiai távcsőjével (NTT) La Silla-ban és a Nagyon nagy távcsővel (VLT) a Paranal obszervatóriumban (mindkettő Chilében található). A szokatlanul hosszú emelkedési idő mellett a kombinált adatok azt is jelzik, hogy a szupernóva szokatlanul széles fénygörbével rendelkezik. Mindezek magyarázata érdekében a csoport számos lehetőséget mérlegelt.
A kezdőknek a szokásos radioaktív bomlásmodelleket vették figyelembe, amelyekről ismert, hogy táplálják a legtöbb I. és II. Típusú szupernóva fénycsavarát. Ezek azonban nem tudták megmondani, amit az OGLE-2014-SN-131-rel megfigyeltek. Mint ilyen, elkezdték mérlegelni az egzotikusabb forgatókönyveket, amelyek magukban foglalják az energia bejuttatását egy közeli fiatal, gyorsan forgó neutroncsillagból (más néven egy mágneses anyagból).
Noha ez a modell megmagyarázná az OGLE-2014-SN-131 viselkedését, korlátozott volt abban, hogy még nem ismert, hogy milyen körülmények között lenne szükség egy mágnesesség meghívására. Mint ilyen, Karamehmetoglu és csapata azt is fontolóra vette annak lehetőségét, hogy a robbanásokat olyan sokkok táplálják, amelyeket a szupernóvából kibocsátott anyag kölcsönhatása okozott a héliumban gazdag CSM-rel.
Az NTT és a VLT által kapott spektrális adatoknak köszönhetően tudták, hogy ilyen anyag létezik a csillag körül, ezért a modell képes megismételni a megfigyelt viselkedést. Ahogy Karamehmetoglu kifejtette, éppen ezért indítják el ezt a modellt a többiekkel szemben:
„Ebben a forgatókönyvben az OGLE-2014-SN-131 különbözik az Ibn SNe Type többi típusától annak elődjei csillagának szokatlanul hatalmas jellege miatt. Egy nagyon hatalmas csillag, amely Napunk tömegének 40-60-szorosa és egy alacsony fémtartalmú galaxisban helyezkedik el, valószínűleg ezt az SN-t okozta, ha nagy mennyiségű héliumban gazdag anyagot adott ki, majd végül SN-ként robbant fel. ”
Amellett, hogy egyedülálló esemény, ez a tanulmány a csillagászatra és a szupernóvák tanulmányozására is drasztikus következményekkel jár. Az OGLE-2014-SN-131 felismerésének köszönhetően minden olyan jövőbeli modell, amely megpróbálja megmagyarázni, hogy az Ibn típusú szupernóvák miként alakulnak ki, szigorú korlátokkal rendelkezik. Ugyanakkor a csillagászoknak már létezik egy modellje annak mérlegelésére, hogy és mikor látják-e más szupernóvákat, amelyek különösen hosszú emelkedési időt mutatnak.
Ami a jövőt illeti, pontosan ezt reméli Karamehmetoglu és munkatársai. "Következő erőfeszítéseink során más, kevésbé ritka SN-típusokat fogunk tanulmányozni, amelyeknek hosszú emelkedési ideje van, és ezért valószínűleg nagyon hatalmas csillagok által létrehozott" - mondta. "Ki fogjuk használni az összehasonlító keretrendszer előnyeit, amelyeket az OGLE-2014-SN-131 tanulmányozása során fejlesztettünk ki."
Az Világegyetem megint megtanította nekünk, hogy a tudományos kutatás két fontosabb szempontja az alkalmazkodóképesség és a folyamatos felfedezés iránti elkötelezettség. Ha a dolgok nem felelnek meg a meglévő modelleknek, dolgozzon ki újakat és tesztelje őket!
