Radioaktív nikkel Ia típusú szupernóvákban Fizika, Földtudományok és Matematika

35 OTDK, Fizika, Földtudományok és Matematika Szekció, Asztrofizika Tagozat.

Radioaktív nikkel Ia típusú szupernóvákban

Különdíj: t

Hallgató: Bora Zsófia
Szak: Fizika, Képzés típusa: bsc, Intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazető: Vinkó József - tudományos főmunkatárs, N N ELKH CSFK KTM Csillagászati Intézet

  A szupernóvák olyan hirtelen megjelenő, fényes csillagrobbanások, amelyek óriási távolságokról is láthatóak, és ezért a csillagászokat régóta érdekli az ezen fényes objektumok fizikai háttere. Arra, hogy ezeket mi okozhatja, több válasz is van, és a robbanás mechanizmusa alapján nagyvonalakban két csoportra oszthatóak: kollapszár, illetve termonukleáris szupernóvákra.
A termonukleáris szupernóvák esetében a közepes tömegű csillagokból hátramaradó szén-oxigén mag, egy fehér törpe a felelős a robbanásért. Ugyanis, ha egy fehér törpe valamilyen módon eléri a Chandrasekhar-határtömeget, annak belsejében beindulhat a szén, és oxigén 56-os tömegszámú nikkellé fuzionálása, ami akkora energiafelszabadulással jár, hogy a csillag nemes egyszerűséggel szétrobban. Ezeket a termonukleáris szupernóvákat nevezzük egy másik csoportosítás szerint Ia szupernóváknak, ahol is az I jelölés arra vonatkozik, hogy a színképben nincs hidrogén, míg az "a" betű az ioniziált szilícium erős vonalaira utal.
  Az Ia típusú szupernóvák vizsgálata kiemelten fontos terület, hiszen ezen objektumokat gyakran használják standardizált gyertyaként az extragalaktikus távolságmérésben, és alapját képzik a Hubble-konstans méréseken alapuló pontosításának. Habár ismert az Ia szupernóvák abszolút fényessége empirikus kalibrációkon keresztül, a robbanási mechanizmus és az azutáni fizikai folyamatok pontosabb megismerése közelebb vihet bennünket az empirikus összefüggések elméleti megalapozásához, és így a távolságmérés pontosításához.
  Dolgozatomban először ismertetem az Ia objektumok fizikai hátterét, a 56-os tömegszámú nikkel radioaktív bomlásának szerepét, majd azt is, hogy a robbanás maximális fényességének felfényesedési időtől való függését hogyan írhatjuk le.
Ismertetem a felhasznált, sugárzási diffúzión alapuló Arnett-modell lényegét, határait, majd bemutatom Khatami & Kasen (2019) cikkének összefüggését, mely a maximális luminozitás, és a felfényési idő között teremt kapcsolatot.
Ezek után egy új összefüggést alkalmazok 16 db, a Piszkéstetői Obszervatóriumban megfigyelt Ia szupernóva fénygörbéinek paramétereire, és meghatározom a bennük keletkezett radioaktív nikkel kezdeti tömegét. A kapott tömegeket összehasonlítom korábbi értékekkel, és értelmezem az eredményt.