Astronomowie wykrywają największą kosmiczną eksplozję, jaką kiedykolwiek widziano

Zespół astronomów odkrył największą kosmiczną eksplozję, jaką kiedykolwiek zaobserwowano.

Wizja artystyczna akrecji czarnej dziury. Źródło: John A. Paice

Eksplozja jest ponad dziesięć razy jaśniejsza niż jakakolwiek znana supernowa i trzy razy jaśniejsza niż najjaśniejsze zdarzenie związane z rozerwaniem pływowym, w którym gwiazda wpada do supermasywnej czarnej dziury.

Eksplozja, znana jako AT2021lwx, trwa już ponad 3 lata, w porównaniu do większości supernowych, które są widoczne tylko przez kilka miesięcy. Zdarzenie miało miejsce prawie 8 miliardów lat świetlnych stąd, kiedy Wszechświat miał około 6 miliardów lat i nadal jest wykrywane przez sieć teleskopów.

Naukowcy uważają, że eksplozja jest wynikiem ogromnego obłoku gazu, prawdopodobnie tysiące razy większego od naszego Słońca, który został gwałtownie rozerwany przez supermasywną czarną dziurę. Fragmenty obłoku zostały pochłonięte, a jego pozostałości wysłały fale uderzeniowe, również do dużego pyłowego torusa otaczającego czarną dziurę. Takie zdarzenia są bardzo rzadkie i nigdy wcześniej nie obserwowano niczego na taką skalę.

W zeszłym roku astronomowie byli świadkami najjaśniejszej eksplozji w historii – rozbłysku promieniowania gamma znanego jako GRB 221009A. Chociaż był on jaśniejszy niż AT2021lwx, trwał tylko przez ułamek czasu, co oznacza, że całkowita energia uwolniona przez eksplozję AT2021lwx jest znacznie większa.

Wyniki badań zostały opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Odkrycie
Sygnał AT2021lwx został po raz pierwszy wykryty w 2020 roku przez Zwicky Transient Facility w Kalifornii, a następnie odebrany przez Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) na Hawajach. Instrumenty te badają nocne niebo w celu wykrycia obiektów przejściowych, które gwałtownie zmieniają jasność wskazując na zdarzenia kosmiczne takie jak supernowe, a także odnajdując asteroidy i komety. Do tej pory skala wybuchu nie była znana.

Natknęliśmy się na to przypadkowo, ponieważ zostało oznaczone przez nasz algorytm wyszukiwania, gdy szukaliśmy rodzaju supernowej – powiedział dr Philip Wiseman, pracownik naukowy z University of Southampton, który kierował badaniami. Większość supernowych i rozerwań pływowych trwa tylko kilka miesięcy, zanim znika. Coś, co świeciło jasno przez ponad dwa lata, było od początku czymś niezwykłym.

Pomiar wybuchu
Analizując widmo światła, rozdzielając je na różne długości fali i mierząc różne cechy absorpcji i emisji widma, zespół był w stanie zmierzyć odległość do obiektu.

Kiedy już znasz odległość do obiektu i jego jasność, możesz obliczyć jasność obiektu u jego źródła. Po przeprowadzeniu tych obliczeń zdaliśmy sobie sprawę, że jest to niezwykle jasny obiekt – powiedział prof. Sebastian Hönig z University of Southampton, współautor badań.

Jedyne rzeczy we Wszechświecie, które są tak jasne jak AT2021lwx to kwazary – supermasywne czarne dziury, na które z dużą prędkością spada stały strumień gazu.

Profesor Mark Sullivan, również z University of Southampton i kolejny współautor pracy, wyjaśnia: W przypadku kwazara widzimy, że jego jasność zmienia się w górę i w czasie. Ale patrząc wstecz na ponad dekadę, nie wykryto AT2021lwx, a potem nagle pojawia się z jasnością najjaśniejszych rzeczy we Wszechświecie, co jest bezprecedensowe.

Co spowodowało eksplozję
Istnieją różne teorie na temat tego, co mogło wywołać taką eksplozję, ale zespół uważa, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest niezwykle duży obłok gazu (głównie wodoru) lub pyłu, który zboczył z orbity wokół czarnej dziury i został wysłany do środka.

Zespół zbiera teraz więcej danych na temat eksplozji – mierząc różne długości fal, w tym promieniowanie rentgenowskie, które może ujawnić powierzchnię i temperaturę obiektu, a także jakie procesy leżące u jego podstaw mają miejsce. Przeprowadzą również ulepszone symulacje obliczeniowe, aby sprawdzić, czy pasują one do ich teorii na temat przyczyny eksplozji.

Dr Filip Wiseman dodał: Dzięki nowym instrumentom, takim jak Legacy Survey of Space and Time Obserwatorium Vera Rubin, które zostaną udostępnione online w ciągu najbliższych kilku lat, mamy nadzieję odkryć więcej takich zdarzeń i dowiedzieć się o nich więcej. Może się okazać, że te zdarzenia, choć niezwykle rzadkie, są tak energetyczne, że stanowią kluczowe procesy tego, jak centra galaktyk zmieniają się w czasie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Łączenie się galaktyk rzuca światło na model ewolucji galaktyk

Astronomowie ujawniają nowe cechy galaktycznych czarnych dziur

Odkryto podwójnego kwazara we wczesnym Wszechświecie