MILYEN FÉNYES? MENNYIRE GYAKORI?

Mekkora fényt bocsátanak ki valójában a nóvák? Mindeddig úgy beszéltünk róluk, mint amelyek fényessége ennyi vagy annyi magnitúdójú, mint amelyek egyenlő fényesek a Szíriusszal vagy fényesebbek a Vénusznál - csakhogy ez nem árul el mindent róluk. Egy nóva vagy azért látszik ragyogóbbnak egy másiknál, mert valóban fényesebb (latinosan szólva: luminózusabb), vagy azért, mert közelebb van hozzánk, és így a valóságosnál fényesebbnek tűnik.

Manapság már vannak módszereink a csillagok távolságának megbecslésére. Ismerve egy csillag fényességét és tényleges távolságát, nem nehéz kiszámítani, hogy milyen fényes lenne valamilyen más távolságban. Egy egyszerű szabály adja meg, milyen mértékben lenne halványabb, ahogy a távolsága nő, illetve fényesebb, ahogy a távolsága csökken: a fényesség a távolság négyzetével fordított arányban változik.

A mi Napunk kiugróan a legragyogóbb csillag az égen. Fényessége -26,91 magnitúdójú, míg a következő legfényesebb csillagé, a Szíriuszé -1,42. A Nap 25,49 magnitúdóértékkel fényesebb a Szíriusznál, márpedig minden egyes magnitúdó a fényesség 2,512-szeres növekedését jelenti. Így égboltunkon a Nap tizenötmilliárdszor fényesebben süt a Szíriusznál.

A Nap ugyanakkor kiemelkedően a legközelebbi csillag is az égen. Mindössze 150 millió kilométernyire van tőlünk, ami 0,000 005 parszek távolságnak felel meg. A Szíriusz viszont 2,65 parszeknyire, vagyis 530 000-szer messzebb van, mint a Nap.

Tegyük föl most, hogy a Napot és a Szíriuszt ugyanabból a távolságból nézzük! (A csillagászok e célra általában a tíz parszeknyi távolságot szokták választani.)

Ha a Napot tíz parszek távolságba képzeljük, akkor kétmilliószor lesz messzebb, mint most. Fényessége a reciprok négyzetes törvény szerint 2 000 000 x 2 000 000, vagyis 4 000 000 000 000-od részére csökkenne. Mivel minden magnitúdó 2,512-szeres fényességcsökkenést jelent, így a Nap fényrendje, a négybilliószoros csökkenésnek megfelelően 4,69 magnitúdó lenne. Tíz parszek távolságból tehát a Nap 4,69-os magnitúdójú volna: ennyi az abszolút fényessége. Egy ötödik fényrendű csillag lenne tehát, az égi közösség meglehetősen szerény tagja.

A Szíriusznál, amely 2,65 parszek távolságra van, csak 34-szeresére kell növelni a távolságot, hogy az tíz parszek legyen. Fényessége ezáltal csökkenni fog, de nem sokkal: tíz parszek távolságban a Szíriusz abszolút fényessége 1,3 magnitúdó lenne. Még ekkora távolságból is első fényrendű csillag volna, bár nem tartozna a legfényesebbek közé.

Amikor fényességről beszélünk, akkor arra a magnitúdó-értékre gondolunk, amivel a csillag jelenleg rendelkezik az égbolton. Ha két csillag látványát úgy akarjuk összehasonlítani, mintha egyforma távolságból látnánk őket (más szóval, ha abszolút fényességüket hasonlítjuk össze), akkor luminozitásról fogunk beszélni.

Két tárgy viszonylagos fényessége többek között a távolságnak is függvénye; ezért aztán, ha a kezünkben tartjuk, még egy égő gyufaszál is fényesebb lesz a Szíriusznál. A valós helyzetet két tárgy luminozitásának összehasonlítása tükrözi: ez mondja meg, hogy melyik tárgy bocsát ki igazából több fényt és mennyivel.

Azonos távolság esetén a Szíriusz 3,4 magnitúdó-értékkel fényesebb Napunknál. Ez azt jelenti, hogy luminozitása 23-szor nagyobb, mint a Napé.

Hol helyezkednek el ezen a skálán a nóvák? Egy-egy nóva távolságát gyakran nem könnyű megítélni, mivel többnyire eléggé messze vannak. Sok nóva megfigyelésével nyert információinkból azonban megállapítható, hogy abszolút fényességük a nóva-föllobbanás előtt átlagban 3 magnitúdó körül volt, kezdetben tehát mintegy ötször akkora luminozitással rendelkeztek, mint a mi Napunk. A csúcsponton abszolút fényességük átlagosan -8 magnitúdó, vagyis legfényesebb állapotában egy nóva luminozitása körülbelül 150 000-szerese lehet a Napénak. Ez természetesen csak egy átlagérték.

Egyes csillagászok kétfajta nóvát: gyorsat és lassút különböztetnek meg.

A gyors nóvák luminozitása 100 000-szeresre vagy még nagyobb arányban növekszik meg, s ez mindössze néhány nap alatt megy végbe. A luminozitás egy hétnél rövidebb ideig marad a csúcson, és utána fokozatos, mérsékelten gyors visszaesés következik.

A lassú nóvák luminozitása lassabban és szabálytalanabbul fokozódik, és kisebb mértékben is nő meg. Ezt követően pedig még lassabban és szabálytalanabbul csökken, mint a gyors nóvák esetében.

A Nova Persei és a Nova Cygni a gyors nóvák közé tartozott, a Nova Aurigae és a Nova Herculis viszont a lassúakra példák. A visszatérő nóvák luminozitása, legalábbis azoké, amelyek néhány évtizedenként térnek vissza, kisebb arányban növekszik, mint a közönséges nóváké (beleértve a lassú nóvákat is).

Mennyire gyakoriak a nóvák?

1900 előtt alig láttak ilyeneket, manapság viszont gyakrabban észlelik őket. Ez nem azért van, mintha a nóvák száma nőtt volna - egyszerűen többen figyelik őket, és jobb észlelési technika áll a csillagászok rendelkezésére. De még így is tévednénk, ha azt hinnénk, hogy valamennyiüket látjuk.

Hogy ennek az okát megérthessük, először azt a kérdést kell föltennünk: hány csillag létezik egyáltalán? Szabad szemmel körülbelül 6000-et látunk, távcsővel viszont több milliót.

Végtelen nagy lenne a számuk, ahogy Cusanus gondolta?

A végtelen nagy szám ellen szól a Tejút, a mi Galaktikánk, az a csillagfényből álló hatalmas szalag, amely egünket körülöleli, és amely távcsövön át nézve nagyon halvány csillagok óriási csoportjának mutatkozik.

A Galaktika össztömege a Napénak mintegy százmilliárdszorosa. Azonban a legtöbb csillag mérete és tömege jelentősen kisebb, mint a Napé. Ezért aztán lehet, hogy a Galaktikában a csillagok száma 250 milliárd körül jár.

A csillagászok úgy becsülik, hogy az egész Galaktikában átlagosan körülbelül huszonöt nóva van évente. Ha ezt összevetjük a Galaktika összes csillagának számával, azt kapjuk, hogy mindezen csillagok közül egy év alatt tízmilliárdból egy válik nóvává.

Az, hogy évente huszonöt nóva lehet a Galaktikában, nem jelenti azt, hogy ennyit látni is fogunk, akármilyen árgus szemekkel figyeljük is. A porködök miatt, amelyek a Galaktika központját rejtik előlünk, biztosan nem látunk nóvákat föllángolni a központ közelében (ahol pedig a csillagok többsége található), sem pedig a Galaktika távolabb eső felében.

Így aztán valószínű, hogy évente a legjobb esetben is mindössze két vagy három nóva fénye ér el hozzánk.