För första gången har astronomer se signaturer av en nyligen födde svart hål eller en neutronstjärna

För första gången någonsin, astronomer har direkt sett födelsen av en super tät föremål långt utanför vår galax — ökningen av antingen ett svart hål eller en kollapsad stjärna i realtid. Fram tills nu, vi har bara någonsin sett dessa objekt många år efter att de har först bildas. Men nu kan vi studera denna skapelse i dess tidiga dagar, vilket ger oss nya insikter i vad dessa mystiska fenomen ser ut som när de först kom in i existens.

Upptäckten, som kallas “Kon”, kom som en härlig överraskning under en rutinmässig undersökning av natthimlen. Förra året, en grupp av astronomer har med hjälp av Keck-Observatoriet två teleskop på Hawaii var ute för transienter — astronomiska explosioner som plötsligt dyker upp med en blixt på himlen för att sedan tona bort. Juni 17th, en otroligt ljus dök en till, och på bara två dagar hade redan nått sin kulmen i briljans. Resultatet var ett fantastiskt event 10 till 100 gånger starkare än din genomsnittliga stjärniga explosion eller supernova.

“Detta är en ovanlig händelse som är riktigt spännande.”

Vid första astronomerna var förbryllad. De brukar aldrig se supernovor detta ljusa. Men vid närmare granskning insåg de att de hade något speciellt på sina händer. Strålningen från kärnan av denna blast sken igenom alla material som har matats ut under explosionen, som avslöjar något otroligt tät att vi normalt inte kan se.

Stjärnexplosioner normalt skapar gigantiska bubblor av material runt omkring dem, att blockera vad som är inne från vår syn. Men den här gången har astronomer kunde faktiskt få en signal från djupt inne i blast. “Normalt sett i en supernova, det kompakta objektet som bildas är dolda. Detta är en ovanlig händelse som är riktigt spännande,” Duncan Brown, professor i fysik vid Syracuse University och en gravitationsvågor forskare, som inte var inblandad i studien, säger till The Verge.

Det är för tidigt att säga huruvida eller inte den explosion resulterade i ett svart hål. Det är möjligt att det formas till en typ av stellar lik, känd som en neutronstjärna, som också är otroligt tät. Den goda nyheten är nu att vi har hittat det vi kan fortsätta att observera det och se det utvecklas, något som vi inte har kunnat göra innan. Och hur denna skapelse förändringar kan bidra till att omforma våra teorier om vad som händer med svarta hål och neutronstjärnor bara efter att de är skapade. “Vi ser dem tusentals år efteråt, men vi vet ingenting av vad de gör i början,” Rafaella Margutti, en astrofysiker vid Northwestern University, som ledde forskningen, som publiceras i Astrophysical Journal, berättar Gränsen.

“vi vet ingenting av vad de gör i början.”

Vi har känt ett tag att svarta hål och neutronstjärnor form som rester från stjärnexplosioner. När super massiva stjärnor som körs av bränsle, de spricker utåt, sprider sina yttre lager av material. Vad som finns kvar under en tät kärna, något som är mycket mindre än vår Sol i storlek, men packad med samma mängd material. Vi har sett bevis för denna process också. När vi tittar på resterna av en supernova, tusentals till miljontals år efter att de uppkommit, ser vi spår av dessa täta objekt i deras ställe. Men det yngsta svarta hål och neutronstjärnor är alltid döljs av de yttre skikten av exploderande stjärna skytte utåt.

Den första stora aning om att Margutti och hennes team hade något verkligt unikt kom när de mätte X-strålar som härrör från Kon. De fann ett överflöd av “hårda” X-strålar, vilket är 10 gånger mer kraftfull än din genomsnittliga X-ray. Denna typ av signaler är vad vissa astronomer kallar en “puckel”, och det är vanligtvis förknippas med svarta hål. Denna signal tyder starkt på att något inne i supernova är suger upp material, som svarta hål ofta gör. “Så det finns något levande i Den Ko som producerar dessa hårt för X-strålar, säger Margutti. “Det är avgörande meddelande från observation.” Hon tillägger: “Det är något vi aldrig har sett i en övergående innan. Det är helt makalöst. Margutti säger Ko fick sitt smeknamn eftersom det råkade vara särskilt som AT2018cow som en del av teamet namngivningen.

Margutti och hennes medarbetare tror att de har kunnat se detta objekt eftersom den stjärna som exploderade inte kasta en hel del material i explosionen. På det sättet, det var inte så mycket grejer att skydda den inre strålning från vyn. Detta kan också förklara varför det blev så ljust så snabbt. Normalt supernovor ta veckor för att nå sin topp ljusstyrka. Det faktum att denna fick så lysande på bara två dagar är verkligen bisarrt, och det kan bero på att det var mindre material för att blockera ljuset från våra ögon. Till varför detta hände, laget behöver inte veta säkert. Det kan bero på att de flesta av materialet från blast kanske har fallit tillbaka i det svarta hål eller en neutronstjärna. “Vi spekulerade om det, men i full ärlighet, jag vet inte,” Margutti säger. “Vi vet fortfarande inte.”

Det hjälpte också att denna explosion skett relativt nära i den kosmiska ordningen av saker — bara 200 miljoner ljusår bort. Det gör allt lite lättare att observera. Och för att verkligen förstå den här händelsen mer i detalj, astronomer kommer att behöva fortsätta att titta på det i veckor och månader framåt. Just nu, det är för nära Solen på himlen för att se. Men efter nästa vecka, det ska vara tillbaka på en bra plats för bästa visning.

Och den information som vi drar från denna händelse kunde berätta om vad som händer med svarta hål och neutronstjärnor när de är precis nyfödda. Hur ändrar de i storlek? Hur är de roterande? Med Kon, astronomer hoppas på att få närmare till att svara på dessa frågor. “Vi har sett isolerade neutronstjärnor eller svarta hål, neutronstjärnor att krascha in i varandra, och vi har sett materia som faller in i svarta hål”, säger Brown. “Denna observation kan mycket väl vara dessa saker är född. Det är ganska häftigt.”