Hová tűnhetnek a csillagok?

Az utóbbi években, valahányszor a csillagászok az éjszakai égboltra tekintettek, valami különöset vettek észre: Néhány hatalmas csillag – a kozmosz igazi titánjai – hiányozni látszik.

A Napunknál legalább nyolcszor nagyobb tömegű csillagokról úgy tartják, hogy óriási robbanások, úgynevezett szupernóva- robbanások formájában fejezik be életüket. 1987 óta a tudósok körülbelül 30 csillagot láttak mag-összeomlásos szupernóva-robbanás közben, ami akkor következik be, amikor egy csillag kifogy a nukleáris üzemanyagból, aminek következtében „berobban”, majd „katasztrofálisan felrobban”. Ezen csillagok többsége vörös szuperóriás, nagyon fényes, bíborvörös csillagkohók voltak.

Ezek közül a legnagyobbak – a Nap tömegénél 18-szor nagyobbak és rendkívül fényesek, és könnyen észrevehetők, mielőtt robbanásszerűen széthullanának. De körülbelül egy évtizeddel ezelőtt a csillagászok rájöttek, hogy nem látnak annyit ezekből a kolosszális önmegsemmisítő csillagokból, mint amennyit vártak – és senki sem tudja, miért. Most a Föld egyik legerősebb űrteleszkópja végre megoldhatja ezt a rejtélyt.

A vörös szuperóriásokkal kapcsolatos rejtvénynek két lehetséges megoldása van. Az első az, hogy „egyáltalán nem robbannak fel” – mondja Charlie Kilpatrick, az illinois-i Northwestern Egyetem csillagásza. Ehelyett a haláluk után ezek a szuperóriások eltűnnek a látómezőből, és azonnal fekete lyukká alakulnak. A második lehetőség az, hogy a halál közeledtével néhány vörös szuperóriás porfelhőt köhög ki. Mindkét forgatókönyv eltakarná a csillagokat a legtöbb távcső látóteréből.

Szerencsére a James Webb űrteleszkóp magabiztosan beszállt a beszélgetésbe. Ez a 10 milliárd dolláros űrmegfigyelő központ infravörös fényben lát, ami azt jelenti, hogy képes észlelni a csillagok hirtelen fekete lyukakban való eltűnésének bizonyítékait, és átkukucskálni a szuperóriásokat álcázó vastag porrétegeken. Webb máris olyan bizonyítékokat talált, amelyek az egyik megoldás javára billenthetik a mérleget.

Ha ezeket a titáni vörös szuperóriásokat a saját portakarójuk takarja, az néhányat elrejtene a szem elől. A teleszkópok észlelhetnének más kisebb szuperóriásokat is, de a por tompítaná a fényüket; ez azt jelentené, hogy a csillagászok alábecsülnék a fényességüket és a tömegüket, végső soron pedig kisebb csillagokként osztályoznák őket.

Nehéz volt azonban egyértelmű bizonyítékot találni erre az elképzelésre. Szerencsére 2025-ben a csillagászoknak szerencséjük volt. Azon a nyáron, 40 millió fényévnyire az Eridanus csillagképben egy csillag felrobbant. Az All-Sky Automated Survey for Supernovae, vagyis az ASASSN globális teleszkópos hálózat elkapta a kitörést az NGC 1637 galaxisban.

Ez a 2025pht jelzésű szupernóva izgalomba hozta a szuperóriás-keresőket. A csillagászok azon tűnődtek, hogy vajon a galaxis archív képei segítségével megtalálhatják-e a felrobbant csillagot. A látható fényben látó Hubble űrteleszkóp üresen hagyta a területet. „Bármilyen por lehetetlenné teszi a fény kijutását” – mondja Aswin Suresh, a Northwestern Egyetem végzős hallgatója és egy nemrég megjelent, a 2025pht-t vizsgáló tanulmány szerzője.

Webb azonban gyorsan megjelent. „Megtalálhattuk a felrobbant csillagot” – mondja Kilpatrick, a tanulmány egy másik szerzője. Egy rendkívül poros vörös szuperóriás volt. Ez megerősíti azt az elméletet, miszerint a hiányzó vörös szuperóriások közül sokat „por rejt”.

Az azonban továbbra is lehetséges, hogy más vörös szuperóriások egyszerűen „pislogva tűnnek el a létezésből” – mondja Emma Beasor , a Liverpool John Moores Egyetem csillagásza.

Amikor egy haldokló csillag egy óriási robbanásban nem képes levetkőzni külső rétegeit, „a gravitáció azonnal győzedelmeskedik, és képes mindent visszahúzni a csillag magjába, ami egy fekete lyuk kialakulásához vezet” – mondja Kishalay De , a Columbia Egyetem csillagásza. Ha ezek az úgynevezett „sikertelen szupernóvák” valódiak, rendkívül nehéz lenne őket teleszkópokkal észrevenni – és a korábban létező vörös szuperóriások egyszerűen eltűnnének.

A sikertelen szupernóvák fogalma „az évek során népszerűvé vált” – mondja De. De eddig csak jelölteket találtak rájuk – semmi véglegeset.

„Még mindig nem igazán tudjuk, hogy milyennek kellene lenniük, mit várhatunk tőlük” – mondja Beasor. Néhány feltételezett haldokló szuperóriás csillag azonnal eltűnik és fekete lyukakká válik. Mások úgy vélik, hogy először egy apró fénykitörést kapunk, ami aztán teljesen elillan. „Az elmélet még mindig kissé ingatag.”

Februárban De és csapata egy új, sikertelen szupernóva-jelöltet fedezett fel a NEOWISE , egy ma már megszűnt infravörös űrteleszkóp, amelyet Földközeli aszteroidák és üstökösök észlelésére terveztek, archív képein. A kutatók megfigyelték, hogy a közeli Androméda-galaxisban egy fényforrás a 2010-es évek közepén szerény mértékben felerősödött, mielőtt gyorsan elhalványult volna.

„Ebből a szuperfényes csillagból gyakorlatilag semmivé vált” – mondja De. „Sötétbe borult.” Úgy vélik, hogy ez egy szuperóriás csillag volt, amely fekete lyukká változott. Ebben az esetben valószínűleg egy sárga szuperóriás volt, „nagyon hasonlít egy vörös szuperóriásra” – mondja De –, de valamivel melegebb. (A vörös szuperóriások idősebb korukra sárgára változhatnak .)

Ha ez valóban egy sikertelen szupernóva, akkor az azt jelentené, hogy a vörös szuperóriások eltűnhetnek, miközben fekete lyukakká alakulnak – nincs szükség szupernóvákra.

Beasor és kollégái ugyanezt a kitörést az Androméda-galaxisban is vizsgálták. Az arXiv.org oldalra feltöltött új, nyomtatás előtti elemzésükben felvázolják, hogy a Webb adatai alapján miért lehet, hogy mégsem egy sikertelen szupernóva-robbanásról van szó.

A képek arra utalnak, hogy a feltételezhetően eltűnt csillag forrásánál még mindig izzik némi parázs – nem ezt várnánk egy kielégíthetetlen űrtől. Talán a kezdeti fényimpulzus két csillag eggyé egyesüléséből származott, káoszt és törmeléket okozva, de nem egy fekete lyukból. Később a sok por jelentősen tompíthatta a forrásból érkező fényt. Más szóval, ez lehet egy porral borított csillag, vagy csillagok egyesülése, amelyet tévesen azonosítottak.

Továbbá, amikor egy csillag fekete lyukká omlik össze, rengeteg kilökött anyagnak kellene a sötét szájába zuhannia, ami rengeteg röntgensugarat generál. Az űrben működő Chandra röntgenobszervatórium azonban nem talált ilyet. „Az a tény, hogy semmit sem látunk, furcsának tűnik számomra” – mondja Beasor.

De elmagyarázza, hogy a gáz kezdetben eltart egy ideig, amíg beszívódik egy újonnan keletkezett fekete lyukba, így egyelőre nem számítanánk sok röntgensugárzásra – és ugyanez a gáz egyébként is blokkolná a röntgensugár-kitörések minden apró, kezdeti kitörését.

Egyelőre a sikertelen szupernóvák létezése továbbra is bizonytalan. Még ha a csillagászok végül úgy is döntenek, hogy egy jelölt az igazi, a porfátylak továbbra is jó magyarázatot adnak arra, hogy miért tűnik hiányzónak a legnagyobb vörös szuperóriások némelyike. „A sikertelen szupernóvák dolog nem lenne az egyetlen módja ennek magyarázatának” – mondja De.

Webb mégis minden eddiginél vesztesebb tudósokat hozott az ügy megoldásában. Suresh és Kilpatrick már más vörös szuperóriásokra szegezték tekintetüket, amelyek úgy tűnik, egy szupernóva-robbanás nagydöntőjére készülnek. „Érdekes lesz látni, hogy ezek közül a csillagok közül bármelyik felrobban-e a jövőben” – mondja Suresh –, vagy a semmibe párolog-e el – írta a National Geographics.