Egy kutatócsoport tagjai a chilei 1,5 méteres SMARTS teleszkóp adatai alapján első alkalommal állapították meg egy csillagrendszerről, hogy egyszer kilonóva válik majd belőle. A kilonóva két neutroncsillag olyannyira erőteljes robbanása, hogy a folyamat közben arany is képződik. Az ilyen rendszerek annyira ritkák, hogy egy adott pillanatban az egész Tejútrendszerben csupán körülbelül tíz létezik belőlük. A felfedezést ismertető tanulmány a Nature című lapban jelent meg.

Művészi illusztráció az első olyan rendszerről, amelyről igazolták, hogy egy nap kilonóva válik majd belőle. (Forrás: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani)

A CPD-292176 jelű furcsa csillagrendszert, amely nagyjából 11400 fényévre van a Földtől, a NASA Swift űrobszervatóriuma fedezte fel. A 1,5 méteres SMARTS teleszkóppal végzett későbbi megfigyelések lehetővé tették a csillagászok számára, hogy következtessenek a rendszert alkotó csillagok keringési jellemzőire és típusára. Kiderült, hogy a csillagrendszert egy ún. lecsupaszított (“stripped envelope”) szupernóvából lett neutroncsillag, valamint egy hozzá közel keringő, nagy tömegű csillag alkotja, amely nemsokára maga is szupernóvaként fog felrobbanni.

A lecsupaszított szupernóva egy nagy tömegű csillag végső robbanása, amelynek során a külső atmoszféra nagy részét egy társcsillag lefújja. A szupernóváknak ez a típusa nélkülözi a hagyományos szupernóvák robbanóerejét, amely egy közeli társcsillagot könnyedén kitaszítana a rendszerből.

„Ennek a neutroncsillagnak anélkül kellett létrejönnie, hogy kipenderítette volna a társát a rendszerből. A lecsupaszított szupernóva a legjobb magyarázat arra, hogy a társcsillagok miért vannak ilyen közel a neutroncsillaghoz.” – mondta Noel D. Richardson (Embry-Riddle Aeronautical University), a tanulmány vezető szerzője. „Ahhoz, hogy egyszer kilonóva legyen belőlük, a társcsillagnak is lecsupaszított szupernóvaként kell felrobbannia, hogy a kettő egyesülhessen.”

Infografika a CPD-29 2176 kilonóvává fejlődéséről. (Forrás: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld)   

A kilonóva-szülőcsillagok (progenitorok) felfedezése és vizsgálata amellett, hogy egy hihetetlenül ritka kozmikus jelenségre derít fényt, segíthet a csillagászoknak megfejteni a kilonóvák kialakulásának rejtélyét, és felfedi a Világegyetem legnehezebb elemeinek eredetét.

„A csillagászok jó ideig spekuláltak azon, hogy pontosan milyen körülmények vezethetnek egy kilonóvához.” – mondta a NOIRLab csillagásza, a tanulmány társszerzője, André-Nicolas Chené. „Ezek az új eredmények azt mutatják, hogy legalábbis néhány esetben két testvér-neutroncsillag egyesülhet, ha az egyikük klasszikus szupernóva-robbanás nélkül jött létre.”

Egy ilyen szokatlan rendszer létrejötte hosszú és valószínűtlen folyamat. „Tudjuk, hogy a Tejútrendszerben legalább százmilliárd csillag van, de valószínűbb, hogy több százmilliárd. Ez a figyelemre méltó kettős rendszer lényegében egy a tízmilliárdból.” – mondta Chené. „A kutatásunk előtti becslések szerint csak egy vagy két ilyen rendszer lehet egy olyan spirálgalaxisban, mint a Tejútrendszer.”

Bár a rendszer mindennel rendelkezik, ami egy kilonóvához kell, magának az eseménynek a vizsgálata a jövő csillagászaira vár. Még legalább egymillió évbe telik, hogy a nagy tömegű csillag óriási szupernóva-robbanásban fejezze be életét, és létrejöjjön belőle a második neutroncsillag. Ez az új csillagmaradvány és a korábbi neutroncsillag ezután kezdhet kozmikus ballettelőadásba, melynek során gravitációs sugárzással lassan elveszítik keringési energiájukat.

Amikor végül egyesülnek, a létrejövő kilonóva-robbanás sokkal erősebb gravitációs hullámokat fog kelteni, és nagy mennyiségű nehéz elemet hagy maga után, köztük ezüstöt és aranyat. 

„Ez a rendszer rávilágít, hogy a neutroncsillagok egy része egy kis szupernóva-lökésétől is létrejöhet.” – összegezte Richardson. „Ahogy lassan megértjük a CPD-29 2176-hoz hasonló rendszereket, megtudjuk, hogy a csillagok halála mennyire lehet csendes, és hogy ezek a csillagok meghalhatnak-e anélkül, hogy klasszikus szupernóvává válnának.”

Forrás: NOIRLab