Epätavallinen supernova voisi edustaa ensimmäistä kertaa ihmisiä, jotka ovat koskaan saaneet aikaan mustan reiän syntymän

Yli 200 miljoonaa vuotta sitten massiivinen tähti oli tulossa kuolinsäkkeisiin. Tuloksena oleva kosminen räjähdys oli niin outo, ja se sai tähtitieteilijät hämmentymään, kun sen hehku lopulta saavutti maan viime kesäkuussa.

Mutta nyt asiantuntijat ovat saattaneet selvittää salaperäisen salaman alkuperäjutun. Lehmänä nimitetyn epätavallisen supernovan viimeisimpien havaintojen perusteella 45 tähtitieteilijäryhmä väittää, että se voisi edustaa ensimmäistä kertaa ihmistä, joka koskaan vangitsi tarkan ajan, jolloin kuoleva tähti synnytti mustan aukon.

Raffaella Margutti, Northwestern Universityn astrofysiikka ja ryhmän johtaja, selitti, että tämä on tavoite, jota he ovat odottaneet vuosia. Margutti ja hänen työtoverinsa esittelivät löytönsä tällä viikolla American Astronomical Society: n vuosikokouksessa Seattlessa, Washingtonissa, ja julkaisevat pian työnsä Astrophysical Journal -lehdessä.

Heidän useilla valon aallonpituuksilla kaapatut tiedot voivat myös tarkoittaa, että massiivinen tähti romahti neutronitäheksi, eräänlaiseksi tiheäksi tähtirunkoksi, kun taas muut lehmää analysoivat ryhmät ovat ehdottaneet vaihtoehtoisia selityksiä sen omituiselle käytökselle.

Tässä on kaikki mitä sinun tarvitsee tietää:

Lehmä räjähti CGCG 137–068: n laitamilla, kääpiöpiraali-galaksissa, joka on noin 200 miljoonaa valovuotta planeettamme. Sille on annettu lempinimi “lehmä” sen muodollisen, automaattisesti luodun nimen vuoksi.

Lehmä ei ole ensimmäinen tyyppinen salama, joka on havaittu yötaivaalla, mutta se on lähin koskaan nähty, minkä ansiosta tutkijoilla on ennennäkemätön mahdollisuus tarkkailla yhtä yksityiskohtaisesti. Se sai myös todella kirkkaan, todella nopean. Lehmän huipussa se oli kymmeniä kertoja valoisampi röntgenkuvissa kuin tyypilliset tähtien räjähdykset, joita kutsutaan supernoovoiksi. Lehmän kirkkaus saavutti huippunsa vain muutamassa päivässä, kun taas sinne kuluu säännöllisiä supernovaviikkoja.

Lisäksi lehmän virtalähde ei ollut heti näkyvissä. Yleensä supernoovat saavat räjähtävän energiansa nikkeli-56: lta, radioaktiivisesta isotoopista, joka sisältyy sisimmäkseen. Kuitenkin sen jälkeen kun tähtitieteilijät laskivat, kuinka paljon roskia lehmä oli heittänyt, he havaitsivat, että se oli hämmästyttävän pieni kokonaismäärä räjäytettyjä roskia - noin kymmenesosa aurinkomme massasta, jos se. Se on outoa, koska supernoovat tiputtavat yleensä kymmenien aurinkojen arvoista roskia.

Vaikka lehmän roskat olisivat kokonaan nikkeli-56, se ei olisi tarpeeksi polttoainetta näkemän räjähdyksen voimistamiseen. Lisäksi roskissa oli vetyä ja heliumia, joita tähtitieteilijät eivät odottaneet löytävänsä: Tähtien, jotka räjähtivät supernooviin, olisi pitänyt olla kauan sitten palanut näiden elementtien läpi ydinpolttoaineena.

Lehmä myös säteili säteilyä epätyypillisillä tavoilla. Esimerkiksi Marguttin joukkue pyysi käyttämään esineessä NASA: n NuSTAR-röntgen-kaukoputkea. Tiedot osoittivat, että hiukan yli viikon kuluttua siitä, kun se ensin havaittiin, lehmä kasvoi yllättäen paljon kirkkaampana energian röntgenkuvissa.

Nykyinen yksimielisyys siitä, mikä lehmää aiheutti, on, että kompakti ”keskimoottori” on lehmän keskustassa ja projisoi niitä korkean energian röntgenkuvia. Tämä esine, riippumatta siitä, mikä se on, on varjostettu selvästi epäsymmetrisessä materiaalimukussa, joka heitetään jonkinlaisessa räjähdyksessä.

Columbian yliopiston fyysikko ja tutkimuksen kirjoittaja Brian Metzger totesi, että yksi fyysikkojen vitseistä on se, että he mallintavat asioita aina pallomaisina lehminä, mutta tällä kertaa oli selvää, että tämä oli asfäärinen lehmä. Hän lisäsi, että on vaikeaa selittää tämä pallomaisena tapahtumana, koska jos röntgenlähde antaa optista säteilyä, niin kuinka röntgenkuvat pääsevät meille?

Marguttin tiimimalli osoittaa, että esineen navoilta lentävä roska liikkuu nopeammin - ja muuttuu läpinäkyväksi aikaisemmin - kuin objektin päiväntasaajan ympärillä olevat pilvet. Nämä päiväntasaajan ympärillä olevat pilvet absorboivat moottorin korkean energian röntgenkuvat, mikä sai pilvet lämmittämään ja tuottamaan lehmän näkyvän valon. Jotkut suuren energian röntgenkuvat saattavat kuitenkin edelleen vuotaa lehmän selkeimmistä napoista.

Lisäksi kun lehmä räjähti, osa esineen roskista lähentyi ulospäin nopeudella yli 18 000 mailia sekunnissa tai jopa kymmenesosaan valon nopeudesta. Nopein tästä materiaalista näyttää osuvan tiheään lehmän ympäröivien hiukkasten utuun, kuumentaen utuun ja aiheuttaneen kohteen radiosäteilyä.

Marguttin joukkue uskoo, että lehmän "keskusmoottorilla" on kaksi johtavaa vaihtoehtoa. Lehmä voi olla voimakkaasti magnetoitunut neutronitähti, joka pyörii noin tuhat kertaa sekunnissa. Toinen vaihtoehto on, että esine ilmestyi, kun massiivisella ja erittäin kuumalla tähtityylillä, joka tunnetaan nimellä sininen supergiantti, oli räjähdys väärin ja se muuttui mustaksi reikäksi.

Tässä tapauksessa suurin osa tähden sisäosasta romahti mustan aukon muodostamiseksi, mutta tähden uloimmat kerrokset eivät tunteneet sitä heti. Sisäisen mustan aukon kasvaessa ylöspäin se menetti jonkin verran massaa kummituspartikkeleiden parveksi, nimeltään neutriinoja. Neutriinojen lento tähden keskustasta karkotti osan ulommasta materiaalista, ennen kuin musta reikä pystyi syömään sen, ja jäännökset kertyivät pian levyyn nuoren mustan aukon ympärillä.

Margutti ja hänen tiiminsä eivät ole ainoat, jotka viittaavat siihen, että lehmällä on keskusmoottori. Toinen tutkimus, joka hyväksyttiin Astrophysical Journal -lehdessä, on erillisestä ryhmästä, jota johtaa Caltechin tähtitieteilijä Anna Y. Q. Ho.

Liverpool John Moores -yliopiston astrofysiikko Daniel Perley ehdottaa kuitenkin omassa tutkimuksessaan, että lehmä on saattanut ilmestyä, kun jo olemassa oleva ja suhteellisen massiivinen musta aukko söi aurinkoomme kaltaisen tähden tapahtumassa, jota kutsutaan vuorovesihäiriöksi. Kun mustan aukon valtava painovoima revitti tähden toisistaan, sen kaasut olisivat voineet kertyä levyn mustan aukon ympärille, mistä seurasi lehmän outo hehku.

Onko kuitenkin järkevää, että samankokoinen musta aukko löytyy galaksin laitamilta alueelta, jonka pitäisi olla tiheä kaasulla lehmän radiosignaalien mukaan? Se on se kysymys. Tämän teorian mukaan kyseisen kaliiperin mustien reikien tulisi muodostua tähtiklusteihin, joissa ei ole paljon ylimääräistä kaasua.

Margutti sanoo, että lehmän ympäristöllä on paljon enemmän järkeä, jos sitä ympäröivä sumu oli valtavan tähden lähettämää materiaalia, joka voi myöhemmin romahtaa neutronitähteeksi tai mustaan ​​reikään. Perley kuitenkin korostaa, että emme ole vielä löytäneet tai analysoineet massaalueella olevia mustia aukkoja, joten emme voi olla varmoja, että teoria pysyy todellisuudessa.

Joten lehmän jatkamat pitkäaikaiset havainnot voivat auttaa määrittämään sen keskimoottorin identiteetin. Jos magnetoitunut neutronitähti istuu lehmän sydämessä, Metzger sanoo, se voisi lähettää röntgensäteilyä seuraavien vuosien päästä, kun taas musta aukko ei välkkyisi tällä tavalla.

Lupaavin tapa oppia lisää lehmästä on kuitenkin löytää lisää sen kaltaisia ​​esineitä. Tähtitieteilijät ovat vasta äskettäin kyenneet havaitsemaan tällaiset valon välähdykset ja seuraamaan niitä reaaliajassa, koska robottisemmat kaukoputket ja suuret mittaukset ovat nyt käytössä.

Lisätietoja Asgardia.Space