Voor de eerste keer dat astronomen zie de handtekeningen van een nieuw herboren zwart gat of neutronenster

Voor de eerste keer ooit, hebben de astronomen direct getuige geweest van de geboorte van een super dichte object ver buiten ons sterrenstelsel — de opkomst van een zwart gat of een ingestorte ster in real-time. Tot nu toe hebben we alleen maar gezien deze objecten vele jaren na ze eerst te hebben gevormd. Maar nu kunnen we bestuderen deze schepping in zijn vroege dagen, waardoor we in de roman inzicht in wat deze mysterieuze verschijnselen zien als ze voor het eerst in het bestaan geroepen.

De ontdekking, die de bijnaam “De Koe” was een prachtige verrassing tijdens een routine-onderzoek van de nachtelijke hemel. Vorig jaar heeft een groep astronomen met behulp van de Keck Observatorium van de twee telescopen op Hawaï zijn op zoek voor passanten — astronomische explosies die plotseling verschijnen met een flits in de lucht en dan verdwijnen. Op 17 juni, een ongelooflijk helder schoot, en in slechts twee dagen was het al een piek in de schittering. Het resultaat was een stellaire geval 10 tot 100 keer meer lichtgevende dan de gemiddelde ster explosie of supernova.

“Dit is een ongewone gebeurtenis die is echt geweldig.”

Op het eerste astronomen waren verbaasd. Ze normaliter nooit te zien supernovae van dit licht. Maar bij nader onderzoek, realiseerden ze zich dat ze had iets speciaals op hun handen. De straling uit de kern van deze explosie was stralend door al het materiaal dat al uitgeworpen tijdens de explosie, het onthullen van iets ongelooflijk dicht dat we meestal niet zien.

Ster explosies normaal gesproken maken reus bubbels van materiaal om hen heen, het blokkeren van alles wat binnen onze visie. Maar deze keer, de astronomen konden een signaal krijgen van diep in de ontploffing. “Normaal gesproken in een supernova, het compacte object die is ontstaan is verborgen. Dit is een ongewone gebeurtenis die is echt geweldig,” Duncan Brown, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Syracuse en een gravitatiegolven onderzoeker, die was niet betrokken bij het onderzoek, vertelt De Berm.

Het is te vroeg om te zeggen of de explosie heeft geresulteerd in een zwart gat. Het is mogelijk dat het gevormd in een soort van stellaire lijk, bekend als een neutronenster, die is ook ongelooflijk dicht. Het goede nieuws is nu dat we hebben gevonden, kunnen we doorgaan met het waarnemen en bekijken evolueren, iets wat we nog niet in staat geweest om het voor te doen. En hoe deze creatie wijzigingen kunnen helpen hervormen onze theorieën over wat er gebeurt met zwarte gaten en neutronensterren nadat ze net zijn gemaakt. “We zien ze duizenden jaren later, maar we weten niets van wat ze doen in het begin,” Rafaella Margutti, een astrofysicus aan de Northwestern University, die leiding gaf aan het onderzoek, gepubliceerd in the Astrophysical Journal, vertelt De Berm.

“we weten niets van wat ze doen in het begin.”

We weten al een tijdje dat zwarte gaten en neutronensterren vormen als overblijfsel van de ster explosies. Bij het super massieve sterren opraken van de brandstof, ze barstte naar buiten, het afstoten van de buitenste lagen van het materiaal. Wat is links onder een dichte kern, iets wat veel kleiner is dan onze Zon in grootte, maar vol met dezelfde hoeveelheid materiaal. We hebben het bewijs gezien van dit proces. Wanneer we kijken naar de overblijfselen van supernova ‘ s, duizenden tot miljoenen jaren nadat ze zijn ontstaan, zien we sporen van deze dichte objecten in hun plaats. Maar de jongste zwarte gaten en neutronensterren zijn altijd aan het oog onttrokken door de buitenste lagen van de exploderende ster schieten naar buiten.

De eerste grote aanwijzing dat Margutti en haar team hadden iets unieks kwam toen ze gemeten in de X-stralen afkomstig van De Koe. Ze vinden een overvloed van “harde” X-stralen, die zijn 10 keer krachtiger dan de gemiddelde X-ray. Dit soort signaal is wat ze noemen een “bult” en het is meestal geassocieerd met zwarte gaten. Dit signaal sterk vermoeden dat er iets binnen in de supernova is slokt het materiaal, zoals zwarte gaten vaak doen. “Er is dus iets leven in De Koe die de productie van deze harde X-stralen”, zegt Margutti. “Dat is de cruciale boodschap van de waarneming.” Ze voegt eraan toe: “Het is iets wat we nog nooit gezien in een voorbijgaande voor. Het is helemaal ongekend. Margutti zegt De Koe kreeg zijn bijnaam omdat het gebeurde te worden aangewezen als AT2018cow als onderdeel van het team op de naamgeving.

Margutti en haar team denken dat ze in staat waren om te zien dit object omdat de ster die ontploft niet vergoten veel materiaal in de ontploffing. Op die manier was er niet zo veel spullen te beschermen van de innerlijke straling uit het zicht. Dit kan ook verklaren waarom het zo helder zo snel. Normaal supernova weken bereiken hun hoogtepunt helderheid. Het feit dat deze zo kreeg lichtgevende in slechts twee dagen is echt bizar, en het kan worden omdat er minder materiaal te blokkeren het licht van onze ogen. Waarom dit is gebeurd, is het team niet zeker weten. Het kan zijn omdat het meeste van het materiaal van de ontploffing zou zijn gevallen terug in het zwarte gat of een neutronenster. “We gespeculeerd over, maar in volledige eerlijkheid, ik weet het niet,” Margutti zegt. “We weten nog steeds niet.”

Het hielp ook dat deze explosie gebeurde relatief dichtbij — in het kosmische plan van de dingen — op slechts 200 miljoen lichtjaar afstand. Het maakt alles een stuk makkelijker om te observeren. En om werkelijk te begrijpen wat dit evenement in meer detail zullen astronomen moeten blijven kijken naar het in de komende weken en maanden. Nu, het is te dicht bij de Zon aan de hemel te zien. Maar na volgende week, weer naar een goede plek voor prime bekijken.

En de gegevens die we verzamelen van dit event kunnen we in op wat er gebeurt op zwarte gaten en neutronensterren als ze net zijn pasgeborenen. Hoe doen ze veranderen in grootte. Hoe gaat het draaien? Met De Koe, astronomen hopen te krijgen dichter bij de beantwoording van deze vragen. “We hebben gezien geïsoleerd neutron sterren, neutronensterren crashen in elkaar, en we zagen materiaal vallen in zwarte gaten,” aldus Brown. “Deze observatie zou heel goed deze dingen worden geboren. Dat is wel cool.”