Neobvyklá supernova by mohla predstavovať prvýkrát, kedy ľudia kedy zachytili narodenie čiernej diery

Pred viac ako 200 miliónmi rokov sa do krku smrti dostáva obrovská hviezda. Výsledná kozmická explózia bola taká podivná a astronómovia zostali bezradní, keď sa jej žiarlivosť konečne v júni dostala na Zem.

Teraz však odborníci mohli prísť na príbeh záhadného záblesku. Na základe najnovších pozorovaní nezvyčajnej supernovy, nazývanej Krava, skupina 45 astronómov tvrdí, že by mohla predstavovať prvý čas, kedy ľudia niekedy zachytili presný čas, kedy zomierajúca hviezda zrodila čiernu dieru.

Raffaella Margutti, astrofyzikka na Northwestern University a vedúci tímu, vysvetlila, že toto je cieľ, na ktorý už roky čakajú. Margutti a jej spolupracovníci tento týždeň predstavili tento objav na výročnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Seattli vo Washingtone a čoskoro zverejnia svoju prácu v Astrofyzikálnom časopise.

Ich údaje, zachytené na viacerých vlnových dĺžkach svetla, by tiež mohli znamenať, že sa obrovská hviezda zrútila v neutrónovú hviezdu, druh hustej hviezdnej mŕtvoly, zatiaľ čo iné tímy analyzujúce kravu navrhovali alternatívne vysvetlenia svojho podivného správania.

Tu je všetko, čo potrebujete vedieť:

Krava explodovala na okraji CGCG 137–068, trpasličej špirálovej galaxie vzdialenej približne 200 miliónov svetelných rokov od našej planéty. To bolo prezývané "Krava" kvôli jeho formálne, auto-generovaný názov.

Krava nie je prvým bleskom svojho druhu, ktorý bol identifikovaný na nočnej oblohe, ale je to najbližšie, aké kedy videla, čo výskumníkom umožňuje mať nikdy predtým nevídanú šancu podrobne ich pozorovať. Je to tiež naozaj jasné, naozaj rýchle. Na vrchole kravy bolo v röntgenových lúčoch desaťkrát jasnejšie ako typické hviezdne výbuchy, ktoré sa nazývajú supernovy. Krava dosiahla svoj maximálny jas iba za pár dní, kým sa tam pravidelne dostávajú supernovy týždne.

Okrem toho, zdroj energie kravy nebol hneď zrejmý. Supernovy obvykle získavajú svoju výbušnú energiu z niklu-56, rádioaktívneho izotopu obsiahnutého v ich vnútornostiach. Keď však astronómovia spočítali, koľko odpadu vyhodila krava, zistili, že to bolo prekvapivo malé množstvo z celkového množstva vyhodených úlomkov - ak je to asi desatina hmotnosti nášho slnka. Je to čudné, pretože supernovy zvyčajne odhadzujú desiatky sĺz.

Aj keby trosky krav boli úplne nikel-56, nebolo by to dosť paliva na poháňanie výbuchu, ktorý sa videl. Okrem toho mali úlomky vodík a hélium, ktoré astronómovia neočakávali. Hviezdy, ktoré explodujú na supernovy, by už dávno mali tieto prvky spáliť ako jadrové palivo.

Krava tiež vydávala žiarenie atypickými spôsobmi. Napríklad tím Margutti požiadal o použitie röntgenového ďalekohľadu NuSTAR agentúry NASA. Údaje ukázali, že o niečo viac ako týždeň po tom, čo sa prvýkrát objavila, krava nečakane rástla oveľa jasnejšie v röntgenových lúčoch s vysokou energiou.

Súčasný konsenzus o tom, čo spôsobilo kravu, spočíva v tom, že v centre kravy leží kompaktný „centrálny motor“ a premieta tieto vysokoenergetické röntgenové lúče. Tento objekt, nech je to čokoľvek, je zahalený v zreteľne asymetrickom bloku materiálu, ktorý bol pri nejakej explózii odhodený.

Brian Metzger, fyzik z Kolumbijskej univerzity a spoluautor štúdie, uviedol, že jedným z vtipových fyzikov je, že vždy modelujú veci ako sférické kravy, ale tentoraz bolo jasné, že to bola asférická krava. Dodal, že je ťažké to vysvetliť ako sférickú udalosť, pretože ak zdroj röntgenového žiarenia napája optické žiarenie, ako sa k nám röntgenové lúče dostávajú?

Model tímu Margutti ukazuje, že úlomky lietajúce z pólov objektu sa pohybujú rýchlejšie - a sú transparentnejšie skôr - ako oblaky okolo rovníka objektu. Tieto oblaky okolo jeho rovníka absorbovali vysokoúčinné röntgenové lúče motora, vďaka ktorým sa oblaky zahrievali a produkovali viditeľné svetlo kravy. Niektoré vysokoenergetické röntgenové lúče však stále mohli unikať z jasnejších pólov kravy.

Navyše, keď krava explodovala, niektoré zvyšky z objektu sa priblížili smerom von rýchlosťou viac ako 18 000 kilometrov za sekundu alebo až desatinou rýchlosti svetla. Zdá sa, že najrýchlejší z tohto materiálu zasiahol hustú hmlu častíc obklopujúcich kravu, ktorá zahreje hmlu a má za následok rádiové emisie objektu.

Tím spoločnosti Margutti verí, že pre „centrálny motor kravy“ existujú dve hlavné možnosti. Krava by mohla byť vysoko magnetizovaná neutrónová hviezda rotujúca približne tisíckrát za sekundu. Druhou možnosťou je, že sa objekt objavil, keď masívna a veľmi horúca hviezda známa ako modrý supergiant mala zlyhanie výbuchu a zmenila sa na čiernu dieru.

V tomto prípade sa väčšina vnútra hviezdy zrútila, aby vytvorila čiernu dieru, ale vonkajšie vrstvy hviezdy to hneď necítili. Keď sa vnútorná čierna diera odhrnula, stratila nejakú hmotu v podobe roja strašidelných častíc nazývaných neutrína. Let neutrín von z hviezdneho stredu vyhodil časť vonkajšieho materiálu predtým, ako ho mohla čierna diera zjesť, a zvyšky sa čoskoro nahromadili na disk okolo mladej čiernej diery.

Margutti a jej tím nie sú jediní, čo naznačujú, že Krava má centrálny motor. K podobným záverom dospela aj ďalšia štúdia akceptovaná v Astrofyzikálnom časopise, ktorá pochádza zo samostatnej skupiny vedenej astronómkou Caltech Annou Y. Q. Ho.

Daniel Perley, astrofyzik z Liverpoolskej univerzity Johna Mooresa, však vo svojej vlastnej štúdii navrhuje, aby sa krava mohla objaviť, keď už existujúca a pomerne veľká čierna diera zjedla hviezdu podobnú nášmu slnku, ktorá sa nazýva prílivovým narušením. Keď obrovská gravitácia čiernej diery roztrhla hviezdu od seba, jej plyny sa mohli nahromadiť okolo čiernej diery na disku, čo malo za následok zvláštnu žiaru kravy.

Má však zmysel, aby sa čierna diera tejto veľkosti nachádzala na okraji galaxie, v oblasti, ktorá by mala byť podľa rozhlasových signálov kravy hustá s plynom? To je otázka. Táto teória uvádza, že čierne diery tohto kalibru by sa mali tvoriť v hviezdokopoch, kde nie je veľa ďalšieho plynu.

Margutti hovorí, že prostredie kravy má omnoho väčší zmysel, ak hmla okolo nej bola vyvrhnutá obrovskou hviezdou, ktorá sa neskôr mohla zrútiť do neutrónovej hviezdy alebo do čiernej diery. Perley však zdôrazňuje, že sme zatiaľ neobjavili ani neanalyzovali žiadne čierne diery v rozsahu hmotnosti, takže si nemôžeme byť istí, že teória drží realitu.

Ďalšie dlhodobé pozorovania kravy by teda mohli pomôcť určiť totožnosť jeho centrálneho motora. Ak v srdci kravy sedí magnetizovaná neutrónová hviezda, hovorí Metzger, mohla by odteraz vysielať röntgenové svetlice roky, zatiaľ čo čierna diera týmto spôsobom nebliká.

Najsľubnejším spôsobom, ako sa dozvedieť viac o kravách, je nájsť viac podobných objektov. Astronómovia mali schopnosť odhaliť také záblesky svetla a sledovať ich v reálnom čase len nedávno, keďže sa používa viac robotických ďalekohľadov a rozsiahle prieskumy sa už používajú.

Viac informácií nájdete na stránke Asgardia.Space