Majdnem napra pontosan 37 évvel ezelőtt, 1987. február 24-én, közel 400 év várakozást követően villant fel az égbolton a legutóbbi viszonylag közeli és fényes, szabad szemmel is megfigyelhető szupernóva. Az SN 1987A néven katalogizált jelenség egy tőlünk 160 ezer fényévre, a Tejútrendszer Nagy-Magellán-felhő nevű kísérő törpegalaxisában bekövetkezett szupernóva-robbanás volt. Ez egy nagy tömegű csillag életének a végét jelentette, amikor kifogyott magjából az energiát biztosító üzemanyag, a csillagmag összeomlott, a külső burok anyaga pedig rendkívüli energiával vetődött ki a világűrbe.

Az SN 1987A jelű szupernóva maradványait az elmúlt évtizedek során nagyon alaposan tanulmányozták a csillagászok, hiszen az első pillanatoktól kezdve megfigyelhető, valamint viszonylagos közelsége miatt különösen jól észlelhető. A jelenséget és utóhatásait ezért az elektromágneses spektrum rádiótartományától a látható fény hullámhosszain át egészen a röntgenhullámokig folyamatos megfigyelés alatt tartják a szakemberek [1]. Nem csoda hát, hogy a James Webb-űrtávcső tudományos munkájának kezdetekor, 2022 júliusában az SN 1987A szupernóva-maradvány is bekerült az új csúcsműszer első célpontjai közé.

Az SN 1987A szupernóva-maradvány a James Webb-űrtávcső NIRCam műszerének felvételén. A központi neutroncsillagot természetesen nem láthatjuk ezen a felvételen, annak kimutatásához szofisztikáltabb módszerekre volt szükség. Forrás: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Cardiff University), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Stockholm University), Josefin Larsson (KTH), képfeldolgozás: Alyssa Pagan (STScI).

A másfél évvel ezelőtti megfigyelések adatait alaposan tanulmányozva az asztrofizikusok most minden korábbinál meggyőzőbb bizonyítékot találtak arra, hogy a szupernóva-robbanásban összeomlott csillagmagból egy neutroncsillag maradt vissza. Az elméletek, valamint a legelső megfigyelések alapján is azt várták a szakemberek, hogy a kataklizma legelső másodperceiben vagy egy neutroncsillagnak, vagy egy fekete lyuknak kellett képződnie. Erre utalt az, hogy a földi detektorok rövid ideig intenzív neutrínóáramot észleltek, ám a kitörés tíz másodpercet követően hirtelen abbamaradt – két órával azelőtt, hogy a felvillanás fénye egyáltalán megérkezett volna hozzánk.

Ám eddig a kutatók csak közvetett bizonyítékokat találtak arra, hogy egy neutroncsillag lehet az SN 1987A jelű szupernóva-maradvány középpontjában. A várakozásokat erősítette, hogy egy jóval régebbi, ugyanakkor közelebbi szupernóva-maradvány, a Rák-köd közepén is neutroncsillagot mutattak ki a szakemberek.

A James Webb-űrtávcsővel dolgozó csillagászok most olyan elektromágneses sugárzást észleltek az SN 1987A szupernóva-maradványból, amit egy kompakt égitest – nagy valószínűséggel egy neutroncsillag – gerjeszthet.

A kutatók a Webb középinfravörös műszerének, a MIRI-nek (Mid-Infrared Instrument) a képalkotó spektroszkópiai üzemmódját használva jutottak erre az eredményre. Így az űrtávcsővel a tanulmányozott égterület egyes képelemeiről egyszerre tudnak színképet rögzíteni, miáltal rendkívül részletes térbeli információk nyerhetők. Az anyagfelhő egyes részeinek fizikai állapota mellett a mozgási sebesség látóirányú vetületét, a radiális sebességet is mérni tudják a látómező mentén.

A szupernóva-maradvány spektroszkópiai analízise szerint a kidobódott anyagfelhő központjában fellelhető argongáz rendkívüli mértékben, ötszörösen ionizált, vagyis az argonatomok 18 elektronjából öt is hiányzik. Ilyen erős ionizációt csak hatalmas energiájú fotonok okozhatnak, azoknak a fotonoknak pedig jönniük kell valahonnan. Ennek a nagy energiájú sugárzásnak a legvalószínűbb forrása pedig egy fiatal neutroncsillag lehet.

Az SN 1987A maradványainak vizsgálatát a jövőben is számos földi és űreszközzel, köztük természetesen a James Webb-űrtávcsővel is folytatják a csillagászok. Ezáltal nem csak ezt az egyedi eseményt, de általában a magösszeomlással járó szupernóvákat és így a csillagközi anyagot feldúsító nehezebb kémiai elemek eredetét is pontosabban megismerhetjük.

Forrás: WebbTelescope.org

Megjegyzés: [1] A robbanást magát még földi neutrínódetektorok is észlelték, így sokak szerint a gravitációs hullámok detektálását évtizedekkel megelőzve valójában ez volt a Naprendszeren túli többcsatornás csillagászat születésének pillanata.