Astronomowie odkrywają najbardziej energetyczne eksplozje we Wszechświecie

Ekstremalne nuklearne zjawiska przejściowe (ENT) to nowo odkryta klasa zjawisk, które uwalniają więcej energii niż 100 supernowych, czyniąc je najbardziej energetycznymi eksplozjami obserwowanymi do tej pory przez astronomów. 

Wizja artystyczna powstawania ekstremalnego nuklearnego zjawiska przejściowego.
Źródło: W. M. Keck Observatory / Adam Makarenko


ENT (Extreme Nuclear Transients) powstają, gdy masywne gwiazdy – co najmniej trzy razy masywniejsze od Słońca – zostają rozerwane po zbliżeniu się do supermasywnej czarnej dziury, co prowadzi do uwolnienia olbrzymich ilości energii widocznej na ogromnych odległościach.


Wyniki przełomowych badań zespołu astronomów, korzystających z danych z Obserwatorium Kecka na Hawajach, zostały opublikowane w czasopiśmie Science Advances.

Od ponad dekady obserwujemy zjawiska rozerwania pływowego (TDE), ale ENT to zupełnie inne bestie – osiągają jasność prawie dziesięć razy większą niż typowe TDE – powiedział Jason Hinkle, główny autor badań. ENT są nie tylko znacznie jaśniejsze niż normalne TDE, ale pozostają jasne przez lata, przewyższając nawet najjaśniejsze znane eksplozje supernowych.

Najbardziej energetyczny z dotychczas zbadanych ENT, nazwany Gaia 18cdj, wyemitował aż 25 razy więcej energii niż najbardziej energetyczne znane supernowe. Dla porównania: typowa supernowa emituje przez rok tyle energii, ile Słońce przez 10 miliardów lat swojego życia.

ENT zostały odkryte, gdy Hinkle rozpoczął systematyczne poszukiwania długotrwałych rozbłysków w jądrach galaktyk. Zidentyfikował dwa wyjątkowe rozbłyski w danych z misji Gaia, wykryte w 2016 i 2018 roku.

Gaia nie mówi o fizyce zdarzenia, tylko o tym, że coś zmieniło jasność – powiedział Hinkle.

W 2020 roku Zwicky Transient Facility (ZTF) odkrył trzecie, podobne zdarzenie, a dane z Keck Observatory Archive (KOA) koa.ipac.caltech.edu potwierdziły jego związek z wcześniejszymi obiektami Gaia ENT. To wsparło hipotezę, że ENT stanowią nową, odrębną klasę ekstremalnych zjawisk astrofizycznych.

Na podstawie obserwacji z wielu teleskopów naziemnych i kosmicznych zespół ustalił, że ENT nie są supernowymi, ponieważ uwalniają znacznie więcej energii niż jakakolwiek znana eksplozja gwiazdowa. Ich gładkie, wydłużone krzywe blasku wskazują na alternatywny mechanizm: akrecję materii na supermasywną czarną dziurę. ENT różnią się jednak od typowej akrecji, która zwykle powoduje nieregularne zmiany jasności – w przypadku ENT obserwuje się długotrwałe, stabilne rozbłyski, co sugeruje stopniowe pochłanianie rozerwanej gwiazdy przez czarną dziurę.

ENT stanowią cenne narzędzie do badania masywnych czarnych dziur w odległych galaktykach. Są tak jasne, że możemy je obserwować na ogromnych kosmicznych dystansach – a w astronomii patrzenie daleko to patrzenie w przeszłość – podkreślił Benjamin Shappee, współautor badań. Dzięki ENT naukowcy mogą badać rozwój czarnych dziur w kluczowej erze zwanej kosmicznym południem, kiedy galaktyki intensywnie tworzyły gwiazdy i karmiły swoje czarne dziury.

ENT są niezwykle rzadkie – występują co najmniej 10 milionów razy rzadziej niż supernowe, dlatego ich wykrycie wymaga stałego monitorowania nieba. Przyszłe obserwatoria, takie jak Obserwatorium Very C. Rubin czy Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, mają szansę zrewolucjonizować nasze rozumienie aktywności czarnych dziur w młodym Wszechświecie.

ENT nie tylko oznaczają dramatyczny koniec życia masywnej gwiazdy, ale oświetlają procesy odpowiedzialne za wzrost największych czarnych dziur we Wszechświecie – podsumował Hinkle.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Kosmiczna anomalia zwiastuje przerażającą przyszłość Drogi Mlecznej

Ponowna analiza danych z obserwacji supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej

Ciemna materia i gwiazdy nie oddziałują ze sobą tak, jak wcześniej sądzono