A kasszasiker mozifilmek néha a csillagászokat is megihletik. Ezúttal a Sloan Digitális Égboltfelmérés (Sloan Digital Sky Survey – SDSS) révén felfedezett különös égitestet vizsgáló szakemberek engedtek a kísértés csábításának.

A kutatócsoport, melynek tagja a HUN-REN CSFK Csillagászati Intézetének munkatársa, Marco Pignatari is, egy ma is látható csillagot tanulmányozva jutottak arra a következtetésre, hogy annak anyaga egy korábbi, különleges ősi csillag halálakor bekövetkezett, lehetetlennek gondolt szupernóva-robbanásából származik. Ezt az ősi, immár több milliárd éve nem létező és ma már nem megfigyelhető csillagot a kutatók az utóbbi idők néhány népszerű mozifilmjének sikerein felbuzdulva „Barbenheimer-csillagnak” keresztelték el. Érdemes azonban hozzátenni, hogy az elnevezéssel még a kutatócsoport egyes tagjai sem értettek egyet maradéktalanul.

A Barbenheimer-csillag tehát nem figyelhető meg közvetlenül. A csillagászok a sztelláris archeológia eszközeivel következtetnek valamikori létezésére. Az SDSS által megfigyelt J0931+0038 katalógusjelű, jelentéktelennek tűnő csillagot tanulmányozva tapasztaltak az asztrofizikusok gyanús jeleket. Ennek a csillagnak a kémiai összetétele megdöbbentően egyedi, és nagyon eltér hasonló korú és típusú ismert társaitól. A különleges elemgyakoriság a csillag születésének otthont adó valamikori por- és gázfelhő rendkívüli anyagösszetételéről árulkodik, ami pedig egy, a közelben annak idején, több milliárd éve szupernóvaként felrobbant csillag, a Barbenheimer-csillag rendkívüli természetének köszönhető.

Balra: egy 13 milliárd évvel ezelőtt szupernóvaként felrobbant rendkívüli csillag bizonyos elemekben kiemelkedően gazdag anyagmaradványokat szór a csillagközi térbe. Jobbra: egy nem sokkal ezután, a szupernóva által gazdagított anyagból keletkezett, ma is létező csillag légkörének anyagában a csillagászok a jelenkorban figyelhetik meg ezt a 13 milliárd évvel ezelőtti különleges eseményről tanúskodó egyedi elemgyakoriságot. Forrás: Chicagoi Egyetem/SDSS-V/Melissa Weiss.

A J0931+0038 csillag SDSS által rögzített színképe arról árulkodik, hogy a minden csillagban túlnyomó részt jelen lévő hidrogén és hélium mellett hasonló típusú társaihoz képest hiányt szenved magnéziumban, nátriumban, alumíniumban és egyéb páratlan tömegszámú elemben, míg többlet található benne vasból, nikkelből, cinkből és olyan nehezebb elemekből, mint a palládium, valamint a stroncium. A csillagászok ezeket a pekuliaritásokat külön-külön mind ismertek már más csillagokból, de egyetlen csillagban mindet együtt még sose látták.

A hidrogén és hélium az ősrobbanásból származik, az összes többi elem a csillag születése előtt élt és meghalt korábbi csillagok belsejében keletkezett, és szupernóva-robbanások révén szóródott ki a csillagközi térbe. A rendkívüli elemösszetételnek így egy rendkívüli szupernóváról kell árulkodnia. Az elemösszetétel a szupernóva szülőcsillagának a tömegétől és a robbanás módjának részleteitől is függ. A Barbenheimer-csillag bizonyosan rendkívüli volt. Tömege legalább 50–80-szorosan meghaladta a mi Napunk tömegét. Ez olyan hatalmas anyagmennyiség, hogy az asztrofizikusokat az is meglepte, hogy egyáltalán szupernóvává tudott válni. A jelenlegi modellek szerint egy ekkora csillag rövid élete végén robbanás nélkül omlik össze egyenesen fekete lyukká.

Ám ha feltételezik is a csillagászok, hogy egy ilyen hatalmas tömegű égitest a számításoktól eltérően szupernóvaként robbant fel, még az sem magyarázza meg tökéletesen a megfigyelteket. Ez csupán a legjobb tipp arra, hogy mi történhetett a J0931+0038 születését megelőzően azon a környéken. Bizonyos részletek azonban továbbra is homályosak, további kidolgozást igényelnek. A megfigyelt elemgyakoriság pontos leírásához nem elegendő a modell bizonyos paramétereinek a finomhangolása. Mintha csak önellentmondás lenne az egyes elemek egymáshoz viszonyított mennyiségében.

Az ellentmondás feloldásához a csillagászok két irányból közelítik meg a problémát. Egyrészt pontosabb számítógépes szimulációkon dolgoznak, hogy precízebb leírást kaphassanak a robbanásról és annak hátrahagyott nyomairól. Másrészt további szupernóva-megfigyeléseket gyűjtenek a közeli világegyetemből, amelyek révén ellenőrizhetik, illetve tökéletesíthetik ezeknek a modelleknek a megbízhatóságát. A csillagászok emellett bíznak benne, hogy további, a J0931+0038-hoz hasonló különleges „tanúcsillagokra” bukkannak a közeljövőben.

„Ezt a filmet a világegyetem rendezte, mi csak az operatőrök vagyunk” – lelkendezik Keith Hawkins, a Texasi Egyetem munkatársa, az SDSS kutatócsoportjának tudományos szóvivője. – „És még mi sem tudjuk a végét.”

Forrás: SDSS