Kérdés a szupernóvák fényességéről – Császár Kornél
Az Univerzumunkról alkotott képünkben jelentős szerep jut az Ia-típusú szupernóváknak. Ezek segítségével volt először feltérképezhető az Univerzum tágulása nagyobb távolságokon, valamint a a Világegyetem gyorsulva tágulást ezek vizsgálatával fedezték fel, sőt. a tágulás részleleteit ma is velük vizsgáljuk.
Látható tehát, hogy az ilyen szupernóvákról minél pontosabb ismeretek szükségesek, hogy minél pontosabb legyen a tágulás megmérve. Ebbe rondít bele képletesen egy új kutatás, amely állítása szerint egy eddig alig tanulmányozott jelenség figyelembevétele is szükséges a számításokhoz. (Megjegyzés: a tudományban szeretjük, ha valakik ilyenre rámutatnak, ugyanis új dolgok mérlegelésével haladhatunk csak előre.)
Az Ia-típusú szupernóvák szülőégitestje (progenitora) egy olyan kettőscsillag-rendszerbeli fehér törpe, mely elérte az ún. Chandrasekhar-határt. Ez a határ a fehér törpe maximális tömegét határozza meg, azt a tömeget, melyet a fehér törpe szerkezetéből adódóan még éppenhogy meg tud tartani. Ez a tömeg az égitest összetételétől függően bizonyos határokon belül változhat. Tiszta hidrogénből álló fehér törpére nézve ez a határérték 1,4 naptömeg. Ha ezt a határt átlépi az égitest – mely a vele egy rendszerben keringő óriáscsillag anyagátadása következtében történik meg – akkor következik be az Ia-típusú szupernóva, mely felismerhető spektrumában jelen lévő jellegzetes erős oxigén, kálcium és egyéb vonalaiból. A nóva jelentőségét az adja, hogy az abszolút fényessége közel ugyanaz, mely kitűnően alkalmassá teszi távolságok kiszámítására. Ez azt jelenti, hogy ha az Ia szupernóvákat mindig ugyanabból a távolságból néznénk, mindig ugyanolyan fényességűnek látnánk őket maximumban. Az Ia szupernóvák látszó fényességének különbségét az okozza, hogy egyesek közülük közelebb vannak hozzánk, mások távolabb.
Pontosabban szólva: ez a maximális fényesség közel állandó, de nem pontosan állandó; az egyes Ia szupernóvák közötti különbségeket a csillagok fémességének (értsd: hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek tömegarányának) különbségei okozzák. Ezekre a kis különbségekre tudunk korrigálni asztrofizikai modelljeinkkel, melyekből a robbanás során mért spektrum apró vonásaival választjuk ki a helyeset. A fémességbeli különbségek a szupernóvák robbanása után, miután már halványodik a fehér törpének a szétvetett anyaga, eltérő halványodási ütemet okoz és a szétrepülő anyag színe is kicsit más. Mind a halványodás üteme, mind a színe attól függ, mennyivel tért el a szupernóva maximális fényessége az átlagos maximális fényességtől. Így ez a fémességbeli különbség egyszerűen figyelembe vehető.
Az eltérés figyelembe vétele után a szupernóva látszó maximális fényességének és a látszó fényességének összevetése adja meg a szupernóva, és így az őt hordozó galaxis távolságát. (Arra a pillanatra nézve, amikor a szupernóva felviláglott.)
Az így történt távolságmérések járultak hozzá a ma aktuális kozmológiai modell kialakulásához, majd a méréseken történő kalibrációjához. Ha a fehér törpék fényességbecslése helytelen, akkor ebből következően legalább a kozmológiai modell kalibrációja is helytelen, hacsak nem maga a modell is. Az új kutatás Lee Young-Wook, a dél-koreai Yonsei Egyetem professzorának és kutatócsapatának munkája, és egy dologgal egészítené ki a fentebb említett távolságmérési folyamatot: a progenitor korára való korrekcióval.
Ez a korrekció azon a megfigyelésen alapszik, miszerint a fiatalabb galaxisokban történt Ia-típusú szupernóva robbanások halványabbak az idősebb társaikban történteknél. Az ismert Ia szupernóva adatokat ilyen módon is korrigálva Lee és csapata arra az eredményre jutottak, hogy az Univerzum fejlődése olyan pályán van, melyben a sötét energia relatív mennyisége csökkenő tendenciát mutat, azaz az univerzum gyorsulva tágulása a jövőben lassulóra fog váltani, majd pedig tágulásból összehúzódásba. Ez egy jelentős váltás a jelenlegi nézethez képest, mely szerint a sötét anyag addig fogja “szét húzni” a világegyetemet, amíg már az egyes atomokat is különválasztja egymástól.
A kutatással kapcsolatban több kérdés is felmerült; miért a szupernóva galaxisától függ ez a jelenség? Miért nem az adott progenitor és/vagy kísérőcsillag korától? Milyen hatásban nyilvánul meg a kor? Az egyetlen ismert jelenség, mely a korral összefügg egy csillag esetében az éppen a fémesség, amire már korrigálnak az ezzel foglalkozó csillagászok az abszolút fényesség számításakor. (Ugyanis kezdetben csak hidrogénből és héliumból álltak a csillagok, amelyek egyre nehezebb elemeket hoztak létre. Ezek felrobbanásakor beszennyezték a csillagok következő generációját is, amelyek fémben már egyre gazdagabbak lettek, ahogy egyre több fémet hoztak létre a csillagok a belsejükben magfúzióval.) Ezen észrevételekre mindenképp szükséges majd a tanulmány szerzőinek választ adni ahhoz, hogy a módszerük meghaladja a jelenlegi módszereket – mret jelenleg több kutató arra gondol, hogy elnézték, hogy ez az effektus kerülőúton, de figyelembe van már véve korrekt módon. Ennek eldöntése a következő évek feladata lesz. Ugyanakkor, ha ezen kis cikk szerzőjének szabad egy kommentárt fűznie a kérdéskörhöz, akkor azt mondaná, hogy erre nem sok esély van, ugyanis az egész hipotézis inkább több kérdéseket vet fel, mint amennyit megválaszol.
