Az 1970G szupernóva
maradványa 35 évvel a robbanás után
Írta:
Csizmadia Szilárd
A szupernóvakutatás történetében rendkívül fontos helyet foglal el az SN 1970G jelű szupernóva. Ez volt ugyanis az első szupernóva, amit rádiócsillagászati úton is megfigyeltek. 35 évvel a robbanás után a maradvány vizsgálata szintén fontos eredményeket hozott.
1970. július 30-án az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének a Mátra hegységben, a piszkéstetői csúcs alatt néhány méterrel elhelyezett 90cm-es Schmidt teleszkóppal Lovas Miklós, a kutatóintézet csillagásza egy, a Nagygöncöl (Ursa Maior) csillagképben lévő 5° átmérőjű égterületről készített fotolemezt. A lemez átvizsgálása után egy nagyon fényes (11,5 magnitúdós) szupernóvára (SN-re) akadt a Messier 101 jelű galaxisban. A hírt a világ az augusztus 4-én, az amerikai Cambridge-ből szétküldött IAU Circular 2269-es számából tudta meg. A szupernóva típusa II-es volt, azaz egy nagytömegû magányos csillag élete végén bekövetkező összeroskadása hozta létre a robbanás fényét.
A szupernóva rögtön nagyon nagy figyelmet váltott ki a nemzetközi csillagászati közösségből. Ennél fényesebb szupernóvát azt megelôzően legutoljára 1961-ben figyeltek meg (SN 1961H 11,2 mg-s maximális fényességet ért el – az az SN az NGC 4564 galaxisban robbant fel). Mind a mai napig az egyik legfényesebb extragalaktikus szupernóva az SN 1970G. Amint az a mellékelt táblázatból kiderül, az SN 1970I jelű szupernóvával együtt az eddig megfigyelt mintegy 2000 szupernóva közül holtversenyben a 11-12. legfényesebb szupernóvának bizonyult.
|
No. |
Név |
Magnitúdó |
Galaxis |
Felfedező |
|
1. |
SN 1885A |
5,8 |
M31 |
Hartwig |
|
2. |
SN 1895B |
8,0 |
NGC 5253 |
Fleming |
|
3. |
SN 1937C |
8,4 |
IC 4182 |
Zwicky |
|
4. |
SN 1972E |
8,5 |
NGC 5253 |
Kowal |
|
5. |
SN 1954A |
9,8 |
NGC 4214 |
Wild |
|
6. |
SN 1993J |
10,3 |
NGC 3031 |
Garcia |
|
7. |
SN 1921C |
11,0 |
NGC 3184 |
Jones |
|
8. |
SN 2004dj |
11,2 |
NGC 2403 |
Itagaki |
|
9. |
SN 1961H |
11,2 |
NGC 4564 |
Romano |
|
10. |
SN 1980K |
11,4 |
NGC 6946 |
Wild |
|
11. |
SN 1970G |
11,5 |
M101 |
Lovas Miklós |
|
12. |
SN 1970I |
11,5 |
NGC 5055 |
Jolly, Clark |
Nagy fényességének köszönhetően számos műszernek elég fényes célpont volt a vizsgálatokhoz, és az 1960-as évek csillagászati műszertechnikai forradalmát követően sok új műszer (ultraibolya- és röntgentávcsövek, a korábbiaknál jóval fejlettebb rádiótávcsövek) fordultak a meglévő optikai távcsövek mellett feléje. Részletes spektroszkópiai vizsgálatok is készültek, jelentősen növelve ezáltal a szupernóva-robbanásokról alkotott ismereteinket. Az SN 1970G emellett a rádiócsillagászatilag leghosszabb ideje folyamatosan nyomon követett szupernóva, még mindig megfigyelhető 6 és 20 cm-es rádióhullámhosszakon (ApJ 559, L139, 2001).
35 évvel a szupernóva felfedezése után a Chandra röntgencsillagászati műholddal újra megvizsgálták az SN 1970G pozícióját Immler és Kuntz német csillagászok (astro-ph/0506023). Az SN 1970G egy másik tekintetben is rekorder lett: ez az eddigi legidősebb extragalaktikus szupernóva-maradvány, amelyet sikerült röntgenfényben detektálni.
A Chandra műholddal elvégzett megfigyelésekkel a két kutatónak sikerült megfigyelnie annak a folyamatnak egy pillanatát, amikor a szupernóva-robbanás táguló gázfelhője átalakul szupernóva-maradvánnyá. Az átalakulást gyenge röntgenemisszió kíséri, a megfigyelt röntgensugárzás 2 keV-nél kisebb energiákról jön. A röntgensugárzás teljes erőssége a 0,3 – 2 keV közötti energiatartományban 1,1 x 1033 J másodpercenként, amelynek hibája mintegy 20%. A röntgensugárzást létrehozó folyamat eredete és mibenléte nagyon érdekes kérdés. A kutatók szerint a Chandrá-val megfigyelt röntgensugárzást a szupernóva-robbanás táguló gázfelhője akkor hozza létre, amikor beleütközik abba az anyagba, amelyet még a felrobbant csillag óriáscsillag állapotában csillagszél formájában fújt le magáról. (Néhányszor tíz km/sec sebességű, több tízezer évig vagy tovább fújó csillagszél nem ritka jelenség az Univerzumban és az eljuthatott olyan távolságra, amennyire jelenleg a robbanás helyétől a robbanás táguló gázfelhője található.) A megfigyelt röntgensugárzásból a szupernóva-robbanást megelőző időkre is visszatekinthetünk. Ha ugyanis valóban saját, korábban elvesztett anyagával ütközik a csillag szupernóvaként szétröppentett anyaga, akkor a szupernóva-robbanást megelőzően az óriáscsillag évente nagyságrendileg kb. 3x10-5 naptömeget veszített el csillagszél formájában. Ez nem számít kirívóan nagy értéknek.
Különösen érdekes, hogy a kutatók összehasonlították az SN 1970G mostani röntgen-megfigyelését a korábbiakkal. Ezt a szupernóvát ugyanis megfigyelte két alkalommal is, a robbanás után 12 és 17 évvel a ROSAT röntgenműhold, valamint az Európai Űrkutatási Ügynökség XMM-Newton nevű röntgenműholdja is (a robbanás után 31,9, 34,0 és 34,5) év elteltével. A Chandra felvételei a robbanás után 34,7 évvel készültek és jobb felbontásúak, így lehetővé vált, hogy a korábbi kis felbontású képeken az SN 1970G és egy közeli ionizált (HII) hidrogénfelhő röntgensugárzását szétválasszák. A Chandra ugyanis képes volt külön-külön megmérni a közeli HII felhő röntgensugárzását, amiről elméleti megfontolásokból tudható, hogy röntgenfényessége nem változott az eltelt sok évtizedben. Ezt az értéket levonva a korábbi megfigyelésekből megmondható az SN 1970G röntgenfényessége az eltelt évtizedekben. Az így kapott röntgenfénygörbéből az derült ki, hogy a szupernóva röntgenfényessége az idő kb. második hatványával fordítottan arányosan változott, tehát erőteljesen csökkent. Ez arra utal, hogy még nem érte el a szupernóva-maradványokra (SNR-ekre) jellemző állandóságot, röntgensugárzása még nem állt be konstans értékre. A tényleges szupernóva-maradvány állapot elérésére az SN 1970G-nek még mintegy 50-100 évre van szüksége a két csillagász becslése szerint.
Még soha nem figyelték meg, hogy egy szupernóva hogyan alakul át szupernóva-maradvánnyá. Az SN 1970G lehet az első olyan objektum, ahol ennek az átmeneti állapotnak a részleteit tanulmányozhatjuk és közvetlen bizonyítékot szerezhetünk arra, hogy egy SN valóban SNR-t hoz létre. A megfigyeléseket tehát tovább folytatják az elkövetkező fél-egy évszázadban is a csillagászok.