For første gang har astronomer har direkte vitne til fødselen av en super tett objekt langt utenfor vår galakse — fremveksten av enten et svart hull eller en kollapset stjerne i ekte tid. Opp til nå, vi har bare sett disse objektene mange år etter at de har først dannet. Men nå, kan vi studere denne etableringen i sine tidlige dager, noe som gir oss roman innsikt i hva disse mystiske fenomener se ut når de først har kommet inn i tilværelsen.
Oppdagelsen, med kallenavnet “Kua,” kom som en hyggelig overraskelse under en rutinemessig undersøkelse av nattehimmelen. Siste år, har en gruppe astronomer ved hjelp av Keck-Observatoriet er twin teleskoper i Hawaii var ute for transienter — astronomiske eksplosjoner som dukker plutselig opp med en flash i himmelen og deretter visne bort. 17. juni, en utrolig lyssterke poppet inn vesen, og i bare to dager, det hadde allerede toppet seg i glansen. Resultatet var en fantastisk begivenhet 10 til 100 ganger mer skinnende enn gjennomsnittet stjerners eksplosjon eller supernova.
“Dette er en uvanlig hendelse som er virkelig spennende.”
Ved første, astronomer var forvirret. De vanligvis aldri se supernovae dette lyse. Men ved nærmere undersøkelse, forsto de at de hadde noe spesielt på sine hender. Stråling fra kjernen av dette ble blast skinner gjennom alt materialet som hadde blitt kastet ut under eksplosjonen, avslører noe utrolig tett at vi vanligvis ikke kan se.
– Stjerners eksplosjoner normalt lage gigantiske bobler av materialet rundt dem, blokkere alt som er inne i fra vårt syn. Men denne gangen, astronomer kan faktisk få et signal fra dypt inne i eksplosjonen. “Normalt er i en supernova, compact objektet som er dannet er skjult. Dette er en uvanlig hendelse som er virkelig spennende,” Duncan Brun, professor i fysikk ved Syracuse University og en gravitasjonsbølger forsker, som ikke var involvert i studien, forteller Randen.
Kua, som sett av Keck-Observatoriet
Raffaella Margutti/Northwestern University
Det er for tidlig å si om eksplosjonen resulterte i et sort hull. Det er mulig det dannet til en type av stellar liket, kjent som et nøytron stjerne, som også er utrolig tett. Den gode nyheten er at nå som vi har funnet det, kan vi fortsette å observere det og se den utvikle seg, noe vi ikke har vært i stand til å gjøre før. Og hvordan denne etableringen endringene kan bidra til å omforme våre teorier om hva som skjer med sorte hull og nøytron stjerner like etter at de er opprettet. “Vi ser dem tusenvis av år etterpå, men vi vet ingenting om hva de gjør i begynnelsen,” Rafaella Margutti, en astrofysiker ved Northwestern University som ledet forskningen, til å bli publisert i den Astrofysiske Journal, forteller Randen.
“vi vet ingenting om hva de gjør i begynnelsen.”
Vi har visst en stund at sorte hull og nøytron stjerner form som leftovers fra stjerners eksplosjoner. Når super massive stjerner kjører ut av drivstoff, de sprekker utover, shedding sine ytre lag av materiale. Hva er venstre under er en tett kjerne, noe som er mye mindre enn vår Sol i størrelse, men fullpakket med den samme mengden av materiale. Vi har sett bevis for denne prosessen, også. Når vi ser på restene av supernovae, tusener til millioner av år etter at de oppstår, ser vi spor av disse tett objekter i deres sted. Men den yngste sorte hull og nøytron stjernene er alltid skjult fra visningen ved de ytre lagene av eksploderende stjerne skyting utover.
Den første store anelse om at Margutti og hennes team hadde noe virkelig unikt kom når de måles X-stråler som stammer fra Kua. De fant en overflod av “hard” X-stråler, noe som er 10 ganger kraftigere enn gjennomsnittlig X-ray. Denne slags signal er det noen astronomer kaller en “kneika”, og det er vanligvis forbundet med sorte hull. Dette signalet tyder sterkt på at noe inne i supernova er buldre opp materiale, som sorte hull gjør det ofte. “Så det er noe levende i Ku som produserer disse harde X-stråler, sier Margutti. “Det er viktig melding fra observasjon.” Hun legger til: “Det er noe vi aldri har sett i en forbigående før. Det er helt enestående. Margutti sier Den Kua fikk sitt kallenavn fordi det skjedde for å bli utpekt som AT2018cow som en del av lagets navneordning.
Plasseringen av Ku i sin vert galaxy
Bilde: Dustin Lang
Margutti og teamet hennes til å tro at de var i stand til å se dette objektet, fordi den stjernen som eksploderte ikke kaster mye av materialet i eksplosjonen. På den måten, det var ikke så mye ting å skjerme indre stråling fra visningen. Dette kan også forklare hvorfor det ble så lyst så raskt. Normalt supernovae ta uker å nå sin topp lysstyrke. Det faktum at dette fikk så lyst på bare to dager er virkelig bisarre, og det kan være fordi det var mindre materiale å blokkere lyset fra våre øyne. Så til hvorfor dette har skjedd, er det laget ikke vite sikkert. Det kan være fordi de fleste av materiale fra eksplosjonen kan ha falt tilbake til det sorte hullet, eller nøytron-stjerners. “Vi spekulert i om det, men i full ærlighet, jeg vet ikke,” Margutti sier. “Vi har fortsatt ikke vet.”
Det hjalp også at denne eksplosjonen skjedde relativt nær ved — i den kosmiske ordningen ting — kun 200 millioner lysår unna. Det gjør alt litt lettere å observere. Og for å virkelig forstå dette arrangementet i mer detalj, astronomer trenger for å holde ser på det i ukene og månedene fremover. Akkurat nå er det for nær Solen i himmelen for å se. Men etter neste uke, det skal være tilbake i en god spot for prime visning.
Og den informasjon vi får fra denne hendelsen kunne fylle oss med på hva som skjer med sorte hull og nøytron stjerner når de er nyfødte. Hvordan skal de endre seg i størrelse? Hvordan er de roterende? Med Kua, astronomer håper å komme nærmere for å besvare disse spørsmålene. “Vi har sett isolert nøytron stjerner, nøytron stjerner krasje inn i hverandre, og vi har sett materiale som faller inn i sorte hull, sier Brown. “Denne observasjonen kan meget vel være disse tingene blir født. Det er ganske kult.”