Láthatatlan röntgensugárral jelezte egy haldokló csillag a legszélsőségesebb kozmikus objektum megszületését a távoli univerzumban. Az Einstein-szonda által elért áttörés egy ritka szupernóva mélyén rejtőző, rendkívül gyorsan forgó magnetárt tárt fel.
A csillagászat történetében évtizedekig komoly fejtörést okoztak az úgynevezett extragalaktikus gyors röntgenátmenetek. Ezek a felvillanások mindössze néhány perctől néhány óráig terjedő ideig tartanak, és észlelésük rendkívül nehéz, mivel a legtöbb hagyományos űrtávcsövet a jóval nagyobb energiájú gamma-sugárzások megfigyelésére tervezték. A lágy, alacsonyabb energiájú röntgensugárzás észlelése csak az utóbbi években vált szisztematikussá, miután pályára állították a kifejezetten ezen halvány jelek vadászatára fejlesztett Einstein-szonda űrtávcsövet.
Az űreszköz rákolló-szem optikára épülő, széles látószögű műszereinek köszönhetően a kutatók képesek valós időben azonosítani és nyomon követni az ilyen villanásokat. A legújabb felfedezés során az Einstein-szonda egy olyan halvány röntgenjelet rögzített, amelynek tüzetes vizsgálata elvezette a csillagászokat a világegyetem egyik legszélsőségesebb mágneses objektumának megszületéséhez.
Hogyan bukkantak a halvány jelre a csillagászok?
A kutatók az EP250827b jelzéssel ellátott röntgenvillanást elemzve bukkantak a szokatlan jelenségre. Az Einstein-szonda adatsoraiban ez a felvillanás kezdetben annyira gyengének bizonyult, hogy az észlelés határesetnek számított, és önmagában nem volt elegendő a biztos tudományos megerősítéshez. A jel több mint 1000 másodpercig tartott, csúcsenergiája pedig a lágy röntgen-tartományban maradt.
A valódi áttörést az hozta meg, amikor az Einstein-szonda adatait összevetették a kaliforniai Palomar Obszervatóriumban működő Zwicky Transient Facility optikai égboltfelmérő program méréseivel. A földi távcső mindössze 5,5 órával a röntgenjel felbukkanása után pontosan ugyanabban a pozícióban észlelt egy újonnan fellépő optikai felvillanást. A két független megfigyelési rendszer összehangolása igazolta, hogy a halvány röntgenvillanás egy óriáscsillag megsemmisülését kísérő szupernóva-robbanás közvetlen jele volt.
Rejtélyes fénygörbe és húsznapos plató
A megfigyelt szupernóva az SN 2025wkm jelölést kapta, és a mérések szerint a z = 0,1194 vöröseltolódású tartományban található, ami jelentős kozmikus távolságot jelent. A részletes spektrális elemzések megállapították, hogy egy széles vonalú, úgynevezett Ic típusú szupernóváról van szó. Az ilyen típusú robbanások általában a legmaszívabb, hidrogén- és héliumbukadtól megfosztott csillagok magjának összeomlásakor keletkeznek.
Az SN 2025wkm optikai fénygörbéje azonban meglepő viselkedést mutatott. Az első fényességi csúcsot követően a szupernóva bolometrikus luminozitása nem kezdett el egyenletesen halványulni, hanem megközelítőleg 20 napon keresztül egy szinte vízszintes platót képezett. A hagyományos szupernóva-modellekben a kirepülő gázburkolat a robbanás után fokozatosan lehűl és elhalványul, így a hetekig tartó állandó fényesség jelenléte egyértelműen egy kiegészítő belső energiaforrás jelenlétére utalt.
A kozmosz egyik legszélsőségesebb mágneses szörnyetege
A felfedezést és a hozzá kapcsolódó fizikai modellt leíró tanulmány a The Astrophysical Journal Letters című szakfolyóiratban jelent meg július 22-én, Gokul P. Srinivasaragavan, a Marylandi Egyetem kutatójának vezetésével. A nemzetközi csillagászcsoport részletes modellezése kimutatta, hogy a szupernóva szokatlan fénygörbéjét és a röntgenvillanást egy újonnan megszületett, gyorsan forgó magnetár táplálja.
A magnetárok olyan különleges neutroncsillagok, amelyek mágneses mezeje a Földének több milliárd szorosa, forgási sebességük pedig eléri a másodpercenkénti több száz fordulatot. A csillagmag összeomlásakor keletkező magnetár hatalmas forgási és mágneses energiát ad át a kirepülő csillaganyagnak. Ez a folyamatosan működő központi motor nemcsak a szupernóva optikai platóját tartotta fenn heteken át, hanem a környező csillagközi anyaggal való kölcsönhatás révén létrehozta a lágy röntgenvillanást is.
Új ablak nyílik a csillaghalál korai szakaszára
Az Einstein-szonda mérései azért bírnak kiemelkedő tudományos értékkel, mert megerősítik a lágy röntgenvillanások és a szélsőséges szupernóvák közötti szoros kapcsolatot. Korábban a csillagászok csupán elvétve találhattak hasonló eseményeket az archív adatokban, miközben az átmeneti jelenségek valódi fizikai természetéről éles viták folytak. A valós idejű észlelés és az azonnali multi-hullámhosszas követő megfigyelések lehetővé teszik a folyamat lezajlásának pontról pontra történő feltérképezését.
A kutatók szerint a szupernóvák és magnetárok születésének jobb megértése alapvető választ adhat a nagy tömegű csillagok evolúciójának végső stádiumaira. Az Einstein-szonda folytatja az égbolt folyamatos pásztázását, és a szakemberek arra számítanak, hogy a közeljövőben még több hasonló, halvány röntgenvillanás mögött rejtőző kozmikus katasztrófát sikerül tetten érniük.
