Neobična supernova mogla bi predstavljati prvi put da su ljudi ikada zarobili rođenje crne rupe

Prije više od 200 milijuna godina, ogromna zvijezda ulazila je u zamah smrti. Kozmička eksplozija koja je rezultirala bila je tako čudna, i astronomi su ostavili zbunjenu kada je njezin sjaj konačno u lipnju stigao na Zemlju.

Ali sada, možda su stručnjaci otkrili priču o podrijetlu misterioznog bljeska. Na temelju najnovijih promatranja neobične supernove nazvane Krava, grupa od 45 astronoma tvrdi da bi ona mogla predstavljati prvi put kad su ljudi uhvatili točno vrijeme kada je umrla zvijezda rodila crnu rupu.

Raffaella Margutti, astrofizičarka sa Sveučilišta Northwestern i vođa tima, objasnila je da je to cilj na koji su čekali godinama. Margutti i njezini suradnici predstavili su ovo otkriće ovog tjedna na godišnjem sastanku Američkog astronomskog društva u Seattleu, Washington, i uskoro će objaviti svoj rad u Astrophysical Journal.

Njihovi podaci, zarobljeni u više valnih duljina svjetlosti, također bi mogli značiti da se ogromna zvijezda srušila u neutronsku zvijezdu, neku vrstu guste zvjezdane lešine, dok su drugi timovi koji analiziraju Kravu sugerirali alternativna objašnjenja za njezino čudno ponašanje.

Evo svega što trebate znati:

Krava je eksplodirala na periferiji CGCG-a 137-068, patuljaste spiralne galaksije, oko 200 milijuna svjetlosnih godina od našeg planeta. Ime mu je nadimak "Krava" zbog formalnog, automatski generiranog imena.

Krava nije prvi bljesak takve vrste koji se prepoznaje na noćnom nebu, ali je najbliži koji je ikada viđen, omogućavajući istraživačima priliku da je nikad prije ne promatraju. Također je postalo jako svijetlo, stvarno brzo. Na vrhu Kravlje bio je nekoliko puta sjajniji rendgenskim zracima od tipičnih zvjezdanih eksplozija, poznatih kao supernove. Krava je dostigla vrhunac u samo nekoliko dana, dok joj je potrebno redovito supernove sedmice.

Osim toga, izvor energije Kravlje nije bio očigledan odmah. Supernove obično dobivaju svoju eksplozivnu energiju iz nikla-56, radioaktivnog izotopa koji se nalazi u njihovim unutrašnjostima. Međutim, nakon što su astronomi izračunali koliko je krava bacila, otkrili su da je riječ o iznenađujuće niskoj količini ukupno izbačenih krhotina - otprilike desetinu naše Sunčeve mase. To je čudno jer supernove obično izbacuju desetine sunčevih krhotina.

Čak i da su Kravlje krhotine u potpunosti nikl-56, to ne bi bilo dovoljno goriva za pokretanje eksplozije koja se vidjela. Nadalje, krhotine su imale vodik i helij, koje astronomi nisu očekivali da će pronaći: Zvijezde koje eksplodiraju u supernove trebalo su već davno izgorjeti kroz te elemente kao nuklearno gorivo.

Krava je također zračila netipično. Na primjer, Marguttijev tim zatražio je da koristi NASA-in NuSTAR rentgen teleskop na objektu. Podaci su pokazali da je Krava, nešto više od tjedan dana nakon što je prvi put opažena, neočekivano porasla puno svjetlije u visokoenergetskim rendgenima.

Trenutačni konsenzus za ono što je uzrokovalo Kravu je da kompaktni "centralni motor" leži u središtu Kravlje i projicira te visokoenergetske rendgenske zrake. Ovaj je objekt, kakav god da je, obavijen izrazito asimetričnom mrljom materijala bačenog u neku vrstu eksplozije.

Brian Metzger, fizičar sa Sveučilišta Columbia i koautor studije, izjavio je da jedna od šala koju fizičari imaju jest to da uvijek modeliraju stvari kao sferne krave, ali ovaj put je bilo jasno da je to asferična krava. Dodao je da je teško objasniti to sferičnim događajem, jer ako izvor rendgenskih zraka napaja optičko zračenje, kako onda x-zrake izlaze na nas?

Marguttijeva ekipa tima pokazuje da se krhotine koje lete sa stupova objekta kreću brže - i postaju prozirnije - nego oblaci oko ekvatora. Ovi oblaci oko njegovog ekvatora apsorbirali su visoko-energetske zrake motora zbog kojih su se oblaci grijali i stvarali Kravlje vidljivo svjetlo. Međutim, neki od visokoenergetskih rendgenskih zraka mogli bi i dalje procuriti s kravijih jasnijih stupova.

Štoviše, kad je Krava eksplodirala, dio krhotina s objekta zumirao je prema van brzinom većom od 18.000 milja u sekundi ili do desetine brzine svjetlosti. Čini se da je najbrži ovaj materijal pogodio gustu maglu čestica koje okružuju Kravu, zagrijavajući maglu i rezultirajući radio emisijom objekta.

Marguttijev tim vjeruje da postoje dvije vodeće opcije za Kravin središnji motor. Krava bi mogla biti visoko magnetizirana neutronska zvijezda koja se okreće oko tisuću puta u sekundi. Druga je mogućnost da se objekt pojavio kada je masivna i vrlo vruća vrsta zvijezda poznata kao plavi nadmoćan, propala eksplozija i pretvorila se u crnu rupu.

U ovom se slučaju većina unutrašnjosti zvijezde urušila u crnu rupu, ali najudaljeniji slojevi zvijezde nisu to odmah osjetili. Kako se unutarnja crna rupa obnavljala, izgubila je određenu masu u obliku nabora dušnih čestica zvanih neutrini. Let neutrinova iz središta zvijezde izbacio je dio vanjskog materijala prije nego što ga je crna rupa mogla pojesti, a ostaci su se ubrzo nakupili u disku oko mlade crne rupe.

Margutti i njezin tim nisu jedini koji sugeriraju da Krava ima središnji motor. Druga studija prihvaćena u Astrophysical Journal koja je iz zasebne skupine koju je vodila Caltech astronom Anna Y. Q. Ho je također došla do sličnih zaključaka.

Međutim, Daniel Perley, astrofizičar sa sveučilišta Liverpool John Moores, u svojoj vlastitoj studiji predlaže da se Krava možda pojavila kad je već postojala i relativno masivna crna rupa pojela zvijezdu sličnu našem suncu, u slučaju, nazvanom poremećajem plime. Kako je ogromna gravitacija crne rupe razdvojila zvijezdu, njezini plinovi mogli su se nakupiti oko crne rupe na disku, rezultirajući čudnim sjajem Kravlje.

No, ima li smisla da se crna rupa takve veličine nalazi na periferiji galaksije, na području koje bi trebalo biti gusto s plinom prema radio signalima Krava? To je pitanje. Sadašnja teorija kaže da bi se trebale formirati crne rupe u kalibarima zvijezda, gdje nema puno dodatnog plina.

Margutti kaže da Kravlje okruženje ima puno više smisla ako bi magla koja ga okružuje bila izbačena od strane ogromne zvijezde, koja bi se kasnije mogla srušiti u neutronsku zvijezdu ili crnu rupu. Međutim, Perley naglašava da još nismo otkrili ili analizirali nijednu crnu rupu u rasponu masa, tako da ne možemo biti sigurni da je teorija stvarna.

Dakle, daljnja dugotrajna promatranja Krava mogla bi pomoći u utvrđivanju identiteta njenog središnjeg motora. Ako magnetizirana neutronska zvijezda sjedi u srcu Kravlje, kaže Metzger, mogla bi odavno poslati odašiljene rendgenske zrake dok crna rupa ne bi treperila na ovaj način.

Međutim, najperspektivniji način da saznate više o Kravi je pronaći više sličnih objekata. Astronomi su tek nedavno mogli otkriti takve bljeskove svjetla i pratiti ih u stvarnom vremenu budući da se sada koriste više robotski teleskopi i velika ispitivanja.

Saznajte više na Asgardia.Space