Főoldal Csillagászattörténet Egyetemes csillagászat Koraközépkor Történelmi szupernóvák
   

 

Történelmi szupernóvák Konvertálás PDF-formátumba Nyomtatás Elküldés emailben
Szerző: Kiss László | 2004. április 22., csütörtök
A Tejútrendszerben feltûnt szupernóvák (SN) vizsgálata nagyon eltér a szokásos kutatói kihívásoktól. Jelenleg úgy tûnik, hogy 1604 óta biztosan senki sem figyelt meg szupernóvát Galaxisunkban. Ezért aztán az összes létezõ megfigyelés szabad szemmel, mindenféle optikai segédeszköz nélkül készült, ennek megfelelõen az észlelések nagyon változó minõségûek. A két legutóbbi SN esetében (1572 és 1604) az európai megfigyelõk egész pontos égi koordinátákat határoztak meg (1 ívperc körüli bizonytalansággal), illetve a fényváltozásokat is viszonylag reprodukálható módon feljegyezték. Az ezt megelõzõ századokból sokkal nehezebben értelmezhetõ adatok maradtak fent; középkori távol-keleti feljegyzésekbõl három SN megfigyelései egyértelmûek, illetve további három igen valószínû.

Jelen cikk célja az elmúlt 2000 évben a Tejútrendszerben észlelt szupernóvák áttekintése. A forrásmunka David Green és Richard Stephenson cikke (2003, The Historical Supernovae, in: "Supernovae and Gamma Ray Bursters", Lecture Notes in Physics, megjelenés alatt), amely angol eredetiben a http://arxiv.org/astro-ph/0301603 internetes címen érhetõ el. Az ismertetett szupernóvák legfontosabb adatait az alábbi táblázatban foglaltuk össze:

A történelmi szupernóvák legfontosabb adatai

ÉvLáthatóság hosszaMaradványForrások




kínaijapánkoreaiarabeurópai
160412hónapG4.5+6.8néhány-sok-sok
157218hónapG120.1+2.1néhány-kettõ-sok
11816hónap3C58néhánynéhány---
105421hónapRák-ködsoknéhány-egy-
10063évSNR327.6+14.6soksok-néhánykettõ
3938hónap-egy----
386?3hónap-egy----
369?5hónap-egy----
1858 vagy 20hónap-egy----

Az 1604-es Kepler-féle szupernóva

Az 1604 õszén feltûnt szupernóvát Európában október 9-én fedezték fel. Kínában mindössze egy napot maradtak le, a koreaiak pedig október 13-án jegyezték fel elõször az új csillagot. Az egy teljes évig látszó SN-t Kepler is részletesen megfigyelte, ezért szokták Kepler-féle SN-nek is nevezni. A koreai csillagászok több hónapon keresztül nyomon követték, míg a kínaiak is néhányszor megemlékeztek róla. Az európai koordináták nagyságrendekkel pontosabbak a távol-keletiektõl, akik alig 1 fokos pontossággal adták meg a vendégcsillag helyét.
A felfedezéshez egy szerencsés véletlen is hozzájárult: a SN alig 3 fokkal északnyugatra tûnt fel az éppen együttállásban levõ Marstól és Jupitertõl (a Szaturnusz is egyébként alig pár fokkal volt nyugatabbra). Ezt a bolygóegyüttállást sok európai és távol-keleti csillagász követte, ezért azonnal feltûnt mindenkinek az új csillag. A SN maximuma október vége körül következett be, így jól észlelt fénygörbét lehetett rekonstruálni (l. mellékelt ábránkon).
Míg a kínaiak néhány feljegyzést készítettek 1604. október 9. és 1605. október 7. között, addik a koreai forrásokból közel 100 egyedi leírást lehetett azonosítani. Európában Johannes Kepler végezte a legfontosabb megfigyeléseket, melyeket 1606-ban közölt De Stella Nova in Pede Serpentarii címmel. Kepler határozta meg nagy pontossággal a csillag koordinátáit, majd a fényváltozást is végig követte 12 hónapon keresztül.
Az október 9-i felfedezés meglehetõsen biztos, ugyanis több európai csillagász megfigyelte a bolygóegyüttállást október 8-án, és nem jegyeztek fel semmit. Kepler, a rossz idõjárás miatt, csak október 17-én kezdte megfigyeléseit, amikor szextánssal kimérte a koordináta-különbségeket a közeli bolygókhoz és fényes csillagokhoz viszonyítva.
A fényesség-maximum október 28-án következett be, -3 magnitúdó körüli fényességnél (valamivel fényesebb volt a Jupiternél). A fénygörbe alakja alapján lehet I-es és II-es típusú SN is, e kérdésre nincs megnyugtató válasz. Kepler pozíciói alapján Baade volt az, aki beazonosította a valószínûsíthetõ maradványt a Wilson-hegyi 2.54 m-es teleszkóp fotóin.

 Az 1604-es szupernóva fénygörbéje (az üres körök európai, a telt körök koreai adatok).
Az 1604-es szupernóva fénygörbéje (az üres körök európai, a telt körök koreai adatok).

Az 1572-es Tycho-féle szupernóva

 1572 õszén, a Cassiopeia csillagképben tûnt fel. A csillagászok maximumban a Vénusz fényességéhez hasonlították és a nappali égen is látták. Európából Tycho Brahe végezte a legrészletesebb megfigyeléseket, ezért szokták Tycho-féle SN-nek nevezni.
Öt kínai feljegyzés maradt fenn, kettõ ugyanabból a forrásból, mint az 1604-es SN észlelései. Koreából két beszámoló maradt meg, ahol 1572. november 6-án fedezték fel a csillagot. A kínaiak két nappal lemaradtak, és valamikor 1574. ápr. 21. és máj. 19. között vesztették el végleg szem elõl. Õk szintén feljegyezték a SN nappali láthatóságát, valamint két független térképen a pozícióját is bejegyezték.
Európában elõször Maurolycus, Messina apátja látta, 1572. nov. 6-án (vagy egy-két nappal korábban). Tycho Brahe november 11-én vette észre, és azonnal felismerte, hogy egy új csillagról van szó (miután hitetlenkedésében az arra járó emberektõl is megkérdezte, látják-e azt, amit õ). Tycho hónapokon keresztül végzett pozícióméréseket, amibõl arra következtetett, hogy az objektum jóval a Hold távolságán túl található. Késõbb összegyûjtötte az összes európai megfigyelést, amit 1602-ben Astronomiae instaurate progymnasmata címû mûvében jelentetett meg.
Mind az európai, mind a távol-keleti megfigyelõk a Vénuszhoz hasonlították a csillagot maximumában, azaz -4 magnitúdós lehetett. A robbanás maradványát 1952-ben azonosították rádiócsillagászok, majd késõbb megtalálták az optikai megfelelõt is. A 3C10, ill. G120.1+2.1 néven is ismert objektum rádió és röntgen hullámhosszakon kb. 8 ívperc átmérõjû.

Az 1181-es szupernóva

Kínában és Japánban végeztek néhány megfigyelést errõl a szupernóváról, ami összesen kb. 6 hónapig látszott. Három kínai, valamint öt japán feljegyzés létezik. Senki nem észlelt elmozdulást, ami a hosszú láthatósággal párosítva egyértelmûsíti az objektum szupernóvaként való azonosítását. A legrészletesebb forrás az 1280 körül megjelent Ven-sen Tongkao (A civilizáció részletes vizsgálata), amely pontosan leírja, hogy 1181. aug. 6-án tûnt fel a csillag és 185 napig látszott összesen (l. ábra). A japán források legrészletesebbike 1230 körülire datálható, amibõl kiderül, hogy a japánok a dél-kínai felfedezés másnapján vették észre a SN-t.
A kínaiak a Csuan-se aszterizmus ötödik csillagához közel helyezték el a vendégcsillagot. 1983-ban javasolta Liu Jinyu, hogy ez a SAO 12076 lenne, ami alapján szupernóva-maradványként a 3C58 rádióforrás azonosítható.
Ebben 2001-ben egy pulzárt találtak kb. 66 ms-os periódussal.

A Ven-sen Tongkao SN 1181-gyel foglalkozó részlete.A Ven-sen Tongkao SN 1181-gyel foglalkozó részlete. -->

A Rák-ködöt létrehozó 1054-es szupernóva

Már az 1920-as években felmerült, hogy a Rák-ködöt (M1) az 1054-es, kínai feljegyzések alapján azonosított vendégcsillag hozhatta létre. 1942-ben a holland Kína-kutató Duyvendak gyûjtötte össze a vonatkozó forrásokat. A Rák-köd azon kevés galaktikus szupernóva-maradványok egyike, amiben pulzárt találtak (1968), így a robbanások fizikai modelljeiben kulcsfontosságú szerepet játszott. A ködöt rádiótartományban 1963-ban detektálták, míg röntgensugárzását 1964-ben fedezték fel. Egyetlen más szupernóva-maradvány sem keltett akkora szakmai érdeklõdést, mint a Rák-köd.
Nagyszámú kínai feljegyzés létezik a csillagról. Elsõként 1054. július 4-én látták a reggeli keleti égen és egészen 1056. április 6-ig megfigyelhetõ volt. Két független japán forrásból három feljegyzés maradt ránk. A kínai és japán csillagászok egyaránt a Tianguan csillaghoz közel fekvõnek adták meg a pozícióját, ezt a zéta Tauval lehetett azonosítani. Semmilyen elmozdulásról nem számolt be senki, így egyértelmû a szupernóvaként való megfeleltetés. Kb. 23 napig a nappali égen is látszott; a kínaiak a Vénuszhoz, a japánok a Jupiterhez hasonló fényességûnek írták le.
Valószínûnek látszik, hogy az 1054-es szupernóvát Konstantinápolyból is megfigyelték. Ibn Butlan, egy keresztény orvos, röviden megemlékezett egy új csillagról, ami akkortájt volt látható. Habár volt néhány bizonytalan felvetés, ma úgy tûnik, Európából nem maradt ránk semmilyen egyértelmû feljegyzés a jelenségrõl. Emellett az is felmerült, hogy egyes indián barlangrajzokon is megörökítették az ekliptikához közel feltûnt SN-t, mint egy holdsarló melletti csillagot. Ez azonban igen bizonytalan alapokon nyugvó elképzelés, mivel a rajzokról csak annyit tudni, hogy a 10. és 12. sz. között születhettek meg, illetve közülük csak egyetlen egy mutatja helyes irányban a csillagot a holdsarlóhoz képest. Figyelembe véve a kor bizonytalanságát, még a rajzok csillagászati ihletettségét feltételezve sem lehet kizárni, hogy egyszerûen a Vénuszt örökítették meg a Hold mellett.

Az 1006-os fényes szupernóva

Kínából, Japánból, Európából és az arab területekrõl maradtak feljegyzések errõl a szupernóváról. A különbözõ források alapján szélsõségesen fényes volt, igen hosszú, több évnyi láthatósággal (l. vonatkozó hírünket a Csillagászati hírek rovatban).
A kínai feljegyzések messze a legrészletesebbek, nem csak a pontos pozíciót adják meg, hanem egyértelmûen igazolják, hogy a csillag legalább három évig látszott szabad szemmel. Ezek a megfigyelések nagyon különbözõ forrásokban maradtak meg, melyek közt vannak uralkodói dinasztiák történetei, krónikák és életrajzi mûvek. A japánok a kínaiakkal egy napon, 1006. május 1-én fedezték fel a vendégcsillagot. 1006 szeptemberéig látszott, majd a kínaik november 26-án, a Nap elvonulása után újra felfedezték. Ekkor egészen 1007. õszéig követték, amikor eltûnt az esti szürkületben. 1007 végén újra feltûnt a hajnali égbolton, aztán 1008-ból és 1009-bõl is vannak még feljegyzések a láthatóságról. Kínában több módon is kihangsúlyozták a feltûnõ fényességét: "óriási,..., mint egy arany korong", "olyan volt, mint a félhold és sugarak indultak ki belõle", "olyan fényes volt, hogy a tárgyakat látni lehetett a fényénél".
Az arab világból rövid feljegyzések maradtak, néhány területrõl: Egyiptom, Irak, Ibéria, Jemen említhetõ. Itt a felfedezés legvalószínûbb dátuma 1006. ápr. 30., azaz egy nappal a távol-keletiek elõtt. Európából a svájci Szt. Gallen és az olasz Benevento kolostoraiban emlékeztek meg az új csillagról, az utóbbiban még azt is leírták, hogy három hónapig látszott. Néhány krónikában az 1006-os év üstökösérõl írtak, ám a kínai adatok alapján ismert, hogy abban az évben nem látszott fényes üstökös. Így feltételezhetõ, hogy - más szavuk az új égi jelenségre nem lévén - a szupernóvát írták le üstökösként.
A valószínûsíthetõ szupernóva-maradvány azonosítása 1965-ben történt, amikor Gardner és Milne átvizsgálta a rádióforrások katalógusait. A PKS 1459-51 jelû rádióforrás (másképpen G327.4+14.6, a galaktikus koordinátái alapján) a legjobb jelölt, amirõl további mérésekkel ki is mutatták, hogy a sugárzása kb. egy fél fok átmérõjû területrõl érkezik.

Valószínû szupernóvák 1000 elõtt

A kínai forrásokban további négy vendégcsillag szerepel (i.sz. 393, 386, 369 és 185), melyek hosszú láthatósága sugallja, hogy szupernóvákról volt szó. A 4. sz. végén feltûnt három jelenség a Csin dinasztia végével esett egybe. Mindhárom szerepel a Szong és Csin dinasztiák történetírásában (Szong-su és Csin-su), azonosíthatóan ugyanazokról esik szó mindkét helyen. A 393-as jelenség nyolc hónapig látszott, így igen nagy eséllyel szupernóva volt. Helyzete a Vei-aszterizmussal esett egybe, ami a galaktikus fõsíkhoz közeli, így a viszonylag nagy számú maradvány-jelölt nem teszi lehetõvé az egyértelmû azonosítást. A 386-os jelenség 60-115 napig látszott, ennek rövidsége nem zárja ki, hogy esetleg egy fényes nóvakitörést észleltek. A 369-es jelenségrõl még kevesebbet tudunk, csak az öt hónapnyi láthatóság utal szupernóvára.
A legkorábbi feljegyzés, amivel érdemes foglalkozni, i.sz. 185-bõl származik. Errõl egyetlen forrás emlékezik meg, amely szerint nyolc, esetleg húsz hónapig látszott (attól függ, hogy hogyan értelmezzük a leírás idõszakra vonatkozó részét, ami lehet "a következõ évben" is, illetve "a következõ utáni év" is). A Nanmen-aszterizmusban látszott, ami egyes szerzõk szerint az alfa és a béta Cen közötti terület. Ugyanitt található a G315.4-2.3 jelû szupernóva-maradvány, ami a legvalószínûbb jelölt.

Egyéb bizonytalan szupernóvák

a) Látta-e Flamsteed a Cas A szupernóváját 1680-ban?

A Cassiopeia A rádióforrás egy minden jellemzõje alapján igen fiatal és közeli szupernóva-maradvány, ami erõs rádió- és röntgenforrás, tucatnyi, lassú tágulást mutató gázcsomó alakjában. Ha nem tételezünk fel lassulást a csomók tágulásában, akkor a maradvány távolsága (3.4+/-0.2 kpc) alapján 1671-ben történt a robbanás. Figyelembe véve a SN közelségét és a csillagászati megfigyelések aktív szintjét a 17. sz. második felében, rejtély, hogy miért nincs róla említés egyetlen csillagász munkáiban sem. 1980-ban Ashworth felvetette, hogy Flamsteed talán mégis láthatta a Cas A szupernóváját, mivel 1680-ban 3 Cas néven katalogizált egy azóta sem látott 6 magnitúdós csillagot a tau Cas-tól nyugatra, aminek koordinátái közel esnek a Cas A helyzetéhez. Az eltérés azonban 10 ívperc, ami jóval nagyobb, mint Flamsteed tipikus mérési hibája, ezért Broughton és Kamper is azt tette fel, hogy a 3 Cas inkább 2 csillag, az AR Cas és a SAO 35386 egybemérése. Mellékelt ábránkon a kérdéses égterületet mutatjuk be, a szaggatott vonalak Flamsteed relatív pozícióméréseit mutatják a béta Peg és béta Per csillagokhoz viszonyítva. Nem világos pontosan, mit is láthatott Flamsteed, de ha a deklinációban tévedett 1 fokot, akkor az AR Cas és a SAO 35386 adataiból "kikeverhetõ" a 3 Cas pozíciója. Jelenleg úgy tûnik, hogy nem valószínû, hogy a Cas A-t látta volna.

 

 Flamsteed megfigyelései a 3 Cas-ról és a Cas A helyzete.
Flamsteed megfigyelései a 3 Cas-ról és a Cas A helyzete.

b) A koreai vendégcsillag 1592-ben

Az 1567 és 1608 között uralkodó Szon-dzso király krónikáiban négy vendégcsillag is szerepel 1592-ben, kb. egy hónapnyi idõszakon belül. A legelsõ a Cetben tûnt fel és 15 hónapig látszott. Másik kettõ (mindegyik a Cassiopeiaban) 3-4 hónapig látszott, a negyedik pedig (az Andromedaban) kb. egy hónapig. Mivel sem a kínai, sem az európai megfigyelõk nem említenek hasonló jelenségeket, nem valószínû, hogy 2 magnitúdónál fényesebbek lettek volna, így a helyzetük állandósága fényes nóvakitörésekre utal.

c) Bizonytalan szupernóvák 1408-ban, 1230-ban és 837-ben

1979-ben Li Qibin összegyûjtött több kínai feljegyzést két idõszakos csillagról 1408-ból. Legtöbb Szecsuán tartományban készült, és a keleti égen feltûnt fényes csillagról szól, szept. 10. körül. Egy másik szerint október 24-én is látszott egy vendégcsillag, ami talán egy jó másfél hónapig látszó szupernóvára vonatkozik. Ez alapján Imaeda és Kiang két további japán feljegyzésre bukkant, amelyek már egy júliusban is látszó új csillagról szóltak. 1986-ban ezt azonban megcáfolták, mert kiderült, hogy a szeptemberi jelenség inkább egy fényes meteor volt.
1987-ben egy 1230-ból származó leírást véltek szupernóvának, ami késõbb üstökösnek bizonyult. I.sz. 837-ben pedig két vendégcsillagot is feljegyeztek, amelyeket nem sokkal a Halley-üstökös feltûnése után fedeztek fel. Különbözõ szerzõk az egyiket az IC 443 szupernóva-maradvánnyal hozták összefüggésbe, azonban túl hamar eltûnt (22 nap után) ahhoz, hogy szupernóvaként lehessen értelmezni. Valószínûleg nóva volt. A másik szintén nóva lehetett, mert ugyan 75 napig látszott, de magas galaktikus szélességen jelentkezett.

Mit várunk a jövõtõl?

Nagy biztonsággal kijelenthetõ, hogy az összes fontos forrást már átkutatták régi szupernóva-feljegyzések után. Viszonylag sok középkori arab és európai irat létezik még, amiket nem ellenõriztek, azonban átvizsgálásuk emberfeletti feladat lenne. Legvalószínûbb, hogy az 1006-os fényes szupernóváról még felkutathatók bujkáló feljegyzések, illetve az 1054-es jelenség is felbukkanhat eddig ismeretlen forrásból.
Az 1000 után észlelt szupernóvák maradványait sikerült nagy biztonsággal azonosítani. A 396-os, 386-os és 185-ös jelenségek maradvány-jelöltjeinél fontos lenne minél többrõl pontos távolságbecslés, hogy leszûkíthessük a jelöltek körét. Legfontosabb reményeink pedig egy mielõbbi új és fényes galaktikus szupernóvára vonatkoznak...

Készült az Australian Research Council támogatásával. D.A. Green és F.R. Stephenson cikkét fordította Kiss László.

A Meteor 2003/4. számában megjelent cikk másodközlése
A rovat további cikkei