eso2207hu — Tudományos közlemények

Új típusú csillagrobbanást fedeztek fel a csillagászok: a mikronóvát

2022. április 20.

Egy nemzetközi csillagász kutatócsoport egy új típusú csillagrobbanást, mikronóvát figyelt meg az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövével (European Southern Observatory’s Very Large Telescope – ESO VLT). Ilyen kitörések bizonyos típusú csillagok felszínén fordulhatnak elő, és néhány óra leforgása alatt megközelítőleg 3,5 milliárd gízai nagy piramis tömegével megegyező anyagmennyiséget alakítanak át energiává.

Elsőként figyeltünk meg és azonosítottunk egy jelenséget, amit mikronóvának neveztünk el” – kezdi mondandóját Simone Scaringi, az Egyesült Királyságbeli Durham Egyetem csillagásza, a felfedező kutatócsoport vezetője, az eredményeket  a Nature folyóiratban ismertető, ma megjelenő tudományos közlemény vezető szerzője. – „A felfedezés új kihívások elé állítja a csillagok termonukleáris robbanásait leíró elméleteinket. Azt hittük, már jól ismerjük ezeket a folyamatokat, ám most egy teljesen új jelenséget fedeztünk fel”.

A mikronóvák, noha rendkívül nagy energiájú események, csillagászati léptéken mérve mégis meglehetősen gyengék. Sokkal jelentéktelenebbek, mint a csillagászok által már évszázadok óta ismert, nóváknak nevezett csillagrobbanások. Mindkét fajta robbanás fehér törpéken fordul elő, amik a csillagokból életük végén visszamaradó, Naphoz hasonló tömegű, ám csupán a Földhöz hasonló méretű csillagmaradványok.

A kellően szoros kettős rendszerekben található fehér törpék képesek lehetnek anyagot, elsősorban hidrogént elszippantani a kísérőjükről. Ez a gázanyag a fehér törpe rendkívül forró felszínén időnként heves atommagfúziót indíthat be, amelyben a hidrogénatommagok robbanásszerűen egyesülnek héliummá. A nóvákban ez a termonukleáris robbanás a csillag egész felszínén egyszerre zajlik. „Az ilyen robbanások az egész csillagra kiterjednek, és hetekig fényesen ragyognak” – magyarázza a publikáció egyik társszerzője, Nathalie Degenaar, a hollandiai Amszterdami Egyetem csillagásza.

A mikronóvák is hasonló robbanások, ám kisebb léptékűek és gyorsabban lezajlanak, mindössze néhány óráig tartanak. Ezek erős mágneses térrel rendelkező fehér törpéken fordulhatnak elő, ahol az anyagáramlás a csillag mágneses pólusai felé összpontosul. „Most először figyeltük meg, hogy a hidrogénfúzió lokálisan is bekövetkezhet. A fúzió üzemanyagát bizonyos fehér törpéken a mágneses erővonalak tartják kordában a mágneses pólusoknál. Ekkor a hidrogénfúzió csak a pólusokon zajlik” – fejti ki Paul Groot, a hollandiai Radboud Egyetem csillagásza, szintén a tudományos közlemény társszerzője.

Ekkor mintha kisebb hidrogénbombák robbannának, egy nóvarobbanás erejének mindössze egymilliomodával – innen a mikronóva elnevezés” – teszi hozzá Groot. Noha a „mikro” előtag azt sugallja, mintha ezek jelentéktelen kis események volnának, ez ne tévesszen meg bennünket. Egy ilyen eseményben mintegy 20 trillió kg, vagyis hozzávetőleg 3,5 milliárd gízai nagy piramis tömegének megfelelő anyag semmisül meg [1].

Ezek az újonnan felfedezett mikronóvák kihívások elé állítják a csillagokban történő termonukleáris robbanásokat leíró elméleteket, miközben sokkal gyakoribbak lehetnek annál, mint ahogyan a csillagászok korábban gondolták. „Ez is azt mutatja, hogy milyen dinamikus hely is a világegyetem. Ezek az események valójában igen gyakoriak lehetnek, ám mivel olyan rövid ideig tartanak, nagyon nehéz őket elcsípni” – világít rá Scaringi.

A kutatók először a NASA fedési exobolygók után kutató Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) űrtávcsövének adatait vizsgálva bukkantak a rejtélyes mikronóvák nyomaira. „A NASA TESS űrtávcsövének adatait átnézve valami szokatlanra figyeltünk fel: egy mindössze néhány óráig tartó fényes felvillanást vettünk észre. Tovább kutatva több hasonló eseményt is azonosítottunk” – eleveníti fel Degenaar.

A kutatók három mikronóvát találtak a TESS űrtávcső adataiban. Kettő korábban már ismert fehér törpéhez kapcsolódott, míg a harmadik esemény gazdaégitestjének azonosításához további megfigyelésekre volt szükség. Az ESO VLT X-shooter műszerével végzett észlelések megerősítették, hogy ennek a felvillanásnak is egy fehér törpe volt a forrása.

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének segítségével igazoltuk, hogy mindhárom optikai felvillanás fehér törpétől származott” – húzza alá Degenaar. „Ez a megfigyelés alapvető fontosságú volt a megfigyelések értelmezése és a mikronóvák felfedezése szempontjából” – teszi hozzá Scaringi.

A mikronóvák felfedezésével egy újabb fajta csillagrobbanást ismertünk meg az eddigieken túl. A kutatók most további hasonló eseményeket szeretnének észlelni, ami nem könnyű a mikronóvák rövid lefutási ideje miatt. Ehhez további nagy égboltfelmérő programok és ezekkel szorosan együttműködő gyors reagálású kiegészítő észlelések szükségesek. „gyors reakcióidejű VLT, az ESO NTT távcsöve, valamint egyéb hozzáférhető eszközök fogják lehetővé tenni, hogy további részleteket deríthessünk ki ezekről a rejtélyes mikronóvákról” – zárja gondolataitScaringi.

Megjegyzés

[1] Egytrillió az egymilliószor egymilliószor egymillió (1 000 000 000 000 000 000, vagyis 1018). A Kairó mellett álló, Hufu-, illetve Kheopsz-piramis néven is ismert gizai nagy piramis tömege nagyjából 5 900 000 000 kg.

További információ

Az itt bemutatott tudományos eredményeket a Nature folyóiratban tették közzé a szerzők, "Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs" (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) címmel. Egy kapcsolódó tudományos publikációt "Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs" címen szintén elfogadott a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. szakfolyóirat.

A kutatócsoport tagjai: S. Scaringi  (Centre for Extragalactic Astronomy, Fizika tanszék, Durham Egyetem, Egyesült Királyság [CEA]), P. J. Groot (Asztrofizika tanszék, Radboud Egyetem, Nijmegen, Hollandia [IMAPP], Dél-Afrikai Csillagászati Obszervatórium [South African Astronomical Observatory], Fokváros, Dél-Afrika [SAAO] és Csillagászati tanszék, Fokvárosi Egyetem, Dél-Afrika [Fokváros]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, Southamptoni Egyetem, Southampton, Egyesült Királyság [Southampton]), A. J. Bird (Southampton) , E. Breedt (Csillagászati Intézet, Cambridge-i Egyetem, Egyesült Királyság), D. A. H. Buckley (SAAO, Fokváros, Fizika tanszék, University of the Free State, Bloemfontein, Dél-Afrika), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexikóváros, Mexikó), N. D. Degenaar (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Amszterdami Egyetem, Amszterdam, Hollandia), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoly, Olaszország), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Nikolausz Kopernikusz Csillagászati Intézet, Lengyel Tudományos Akadémia, Varsó, Lengyelország és Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Sorbonne Egyetem, Párizs, Franciaország), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, USA és Department of Astronomy, University of Washington, Seattle, USA [UW]), C. F. Manara (Európai Déli Obszervatórium, Garching, Németország [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), F. X. Timmes (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Arizona, USA, Joint Institute for Nuclear Astrophysics - Center for the Evolution of the Elements, USA).

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) a világ összes tudósa számára lehetővé teszi az Univerzum titkainak mindenki javát szolgáló kutatását. A legkorszerűbb földfelszíni obszervatóriumokat tervezi, építi és üzemelteti, amelyek segítségével a csillagászok nem csak izgalmas kérdésekre keresik a válaszokat, de egyre több érdeklődőt vonnak a csillagászat bűvkörébe is, mindezt széles nemzetközi együttműködés keretében. Az 1962-ben kormányközi szervezetként létrejött ESO ma 16 tagállam támogatásával működik. Ezek Ausztria, Belgium, a Cseh Köztársaság, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO főhadiszállása, látogatóközpontja és planetáriuma, az ESO Supernova Németországban, München közelében, míg a távcsövek a világ legjobb feltételeket kínáló észlelőhelyeinek egyikén, a chilei Atacama-sivatagban működnek. Az ESO három észlelőhelyet tart fenn, ezek La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon működik a Nagyon Nagy Távcső (VLT) és annak interferométere (VLTI), valamint két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban dolgozó VISTA és a látható tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Nemzetközi partnereivel együttműködésben az ESO két, a milliméteres és a szubmilliméteres tartományban érzékeny berendezést is üzemeltet, az APEX antennát és az ALMA antennarendszert a Chajnantor-fennsíkon. Paranal közelében, a Cerro Armazones csúcson pedig már épül a világ „égre néző legnagyobb szeme”, az ESO Rendkívül Nagy Távcső (ELT). Az összes telephely napi működésének támogatását, valamint a kapcsolattartást a chilei partnerekkel és a társadalommal az ESO santiagói irodái segítik Chile fővárosában.

Linkek

•          A tudományos eredményeket bemutató szakcikk (Nature) 

•          Kapcsolódó tudományos cikk (MNRAS)

•          Fényképek a VLT-ről

•          Újságíróknak: Iratkozzon fel, hogy már az embargó alatt saját nyelvén olvashassa a közleményeinket!

•          Kutatóknak: Van érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Simone Scaringi
Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University
Durham, UK
Telefon: +44 191-3345067
E-mail: simone.scaringi@durham.ac.uk

Nathalie Degenaar
Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Telefon: +31 20 525 3994
E-mail: degenaar@uva.nl

Paul Groot
Department of Astrophysics, Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
E-mail: pgroot@astro.ru.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2207 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2207hu
Típus:Unspecified : Star
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2022Natur.604..447S

Képek

Fantáziarajz egy mikronóváról
Fantáziarajz egy mikronóváról
Fantáziarajz egy mikronóváról (közeli kép)
Fantáziarajz egy mikronóváról (közeli kép)

Videók

Mikronóvák – új típusú csillagrobbanások (ESOcast 254 Light)
Mikronóvák – új típusú csillagrobbanások (ESOcast 254 Light)
Számítógépes animáció egy mikronóváról
Számítógépes animáció egy mikronóváról
Számítógépes animáció egy fehér törpecsillagot tartalmazó kettős rendszerről
Számítógépes animáció egy fehér törpecsillagot tartalmazó kettős rendszerről