“Aceasta este ţinta pe care am așteptat-o ani de zile”, spune un astrofizician.
În aceeași perioadă când dinozaurii tropăiau vechiul Pământ cu mai mult de 200 de milioane de ani în urmă, o stea masivă a intrat în agonia morţii.
Explozia cosmică rezultată a fost atât de neobișnuită, încât a lăsat astronomii nedumeriți, de atunci când strălucirea ei în cele din urmă a atins planeta noastră în luna iunie, 2018.
Acum, misterioasa strălucire ar putea avea o istorie a originii sale.
Bazându-se pe cele mai recente observații ale supernovei ciudate, poreclită Cow (vacă), o echipă de 45 de astronomi susține că aceasta ar putea reprezenta momentul exact, pentru prima dată captat de oamenii de ştiinţă, când o stea a murit şi a dat naștere unei găuri negre.
“Aceasta este un moment pe care l-am așteptat ani de zile”, spune liderul echipei Raffaella Margutti (en), un astrofizician la Universitatea Northwestern.
Margutti şi colegii ei, au prezentat recent (ianuarie, 2019) lucrarea lor la întâlnirea anuală a Societăţii Astronomice Americane din Seattle, Washington, SUA şi în curând vor publica concluziile lor (en) în Astrophysical Journal.
Datele echipei, capturate în mai multe lungimi de undă de lumină, pot însemna şi că o stea masivă în rezultatul colapsului gravitaţional s-a prăbușit însăși în ea, formând o stea neutronică, un fel de cadavru stelar foarte dens.
Iar alte echipe, ce au studiat supernova Cow, au propus explicații alternative pentru comportamentul său neobișnuit.
Deci, ce ştim noi de spre Cow şi de ce ea a fost atât de greu de descris de astronomi?
Unde se află Cow şi de ce se numește astfel?
Cow a explodat la periferia CGCG 137-068, o galaxie spirală pitică, la aproximativ 200 de milioane de ani-lumină de la Pământ.
Ea se numește “Cow”, din cauza denumirii sale oficiale generate automat,
AT2018cow.
O echipă de astronomi, folosind telescoapele ATLAS din Hawaii, au văzut-o pe 16 iunie 2018 şi au marcat obiectul (en) pentru alți astronomi pe 17 iunie — provocând o mulţime de telescoape (en) să se îndrepte către punctul de explozie.
De ce Cow este atât de neobișnuită?
Cow nu este prima strălucire de acest gen observată pe cerul nocturn, în schimb, ea este cea mai apropiată din cele detectate până acum, oferind o șansă fără precedent de a o vedea în detalii.
De asemenea, ea a fost foarte luminoasă şi rapidă.
În momentul său de vârf, Cow a fost de zeci de ori mai luminoasă în razele X, decât exploziile stelare normale, numite supernove.
Cow a atins luminozitatea maximă în doar câteva zile, în timp ce supernovele obișnuite au nevoie de săptămâni pentru a ajunge la apogeu.
Mai mult ca atât, sursa de energie a lui Cow nu a fost imediat evidentă.
De regulă, supernovele primesc vivacitate explozivă din nichel-56, un izotop radioactiv din interiorul lor.
Dar, când astronomii au calculat cantitatea totală de resturi aruncată de Cow, ei au primit un număr surprinzător de mic — posibil, egal cu o zecime din masa soarelui nostru, sau chiar mai puțin.
Asta e destul de ciudat, deoarece , în mod normal, supernovele emit resturi de zeci de mase solare.
Chiar dacă rămășițele lui Cow erau să fie în întregime nichel-56, o astfel de cantitate de combustibil nu era să fie suficientă pentru alimentarea exploziei.
Mai mult ca atât, resturile conțin hidrogen şi heliu, pe care astronomii nu se aşteptau să le găsească: Stelele care explodează în supernove, ar fi trebuit să ardă aceste elemente cu mult timp înainte, sub formă de combustibil nuclear.
De asemenea, Cow a emis radiaţii într-un mod neobișnuit.
De exemplu, echipa lui Margutti a cerut să îndrepte telescopul NASA NuSTAR cu raze X spre acest obiect.
Datele au arătat că, cu mai mult de o săptămână de la prima apariție, în mod neașteptat, Cow a crescut cu mult mai strălucitor în raze X de înaltă energie.
“Când am primit datele prima reacţie a fost, poate noi am făcut ceva greşit”, spune Margutti (en)
Ştim noi oare ce a cauzat Cow?
Consensul actual este că, un compact “motor central” stă în centrul lui Cow şi varsă aceste raze X de înaltă energie.
Acest obiect, orice ar fi el, este învăluit într-o distinctă globulă asimetrică de material, aruncat într-un fel de explozie.
“O farsă este că noi [fizicienii] mereu modelăm lucrurile ca vaci (cows) sferice şi ea era clar că era o vacă (cow) sferică”, spune coautorul studiului (en), Brian Metzger, fizician la Universitatea Columbia.
“Este foarte greu să explicăm acest lucru ca un eveniment sferic, deoarece dacă sursa de raze X este alimentată de radiaţie optică (en) (radiație UV şi IR), atunci cum razele X ajung la noi?”
În modelul creat de echipa lui Margutti, rămășitele de la polii obiectului se mişcă mai repede — şi devin transparente mai devreme — decât norii din jurul ecuatorului obiectului.
Aceşti nori ecuatoriali au absorbit razele X de înaltă energie ale motorului, ceea ce a făcut norii să se încălzească şi să genereze lumina vizibilă a lui Cow.
Dar, unele dintre razele X de înaltă energie, puteau încă să scape prin polii mai limpezi a lui Cow.
Între timp, semnalele radio ale lui Cow arată că ea se comportă ca un taur într-un magazin de porțelan.
Atunci când Cow a explodat, unele rămăşiţe de la obiect au crescut cu peste 29 000 kilometri pe secundă, sau cu până la o zecime din viteza luminii.
Cele mai rapide din aceste materiale par să fi intrat într-o ceaţă densă de particule ce învăluiesc obiectul Cow, încălzind-o şi creând o emisie radio a obiectului.
Deci, ce este motorul central a lui Cow?
Echipa lui Margutti crede că există două opțiuni de bază.
Cow ar putea fi o stea neutronică puternic magnetizată ce se roteşte de o mie de ori pe secundă.
O altă posibilitate este că, obiectul a apărut atunci când un tip uriaş şi foarte cald de stea, numită supergigantă albastră, a avut o explozie ratată şi a devenit o gaură neagră.
Vedeţi şi: Primul test de succes a relativității generale a lui Einstein lângă o gaură neagră
În acest scenariu, cea mai mare parte a interiorului stelei, sub influenţa gravitației mari, s-a prăbuşit spre centru pentru a forma gaura neagră, dar straturile cele mai exterioare ale stelei nu au resimţit-o la început.
Pe măsură ce gaura neagră se accelera, ea a pierdut o masă sub forma un roi de particule fantomă numite neutrini.
Zborul neutrinilor de la centrul stelei a scos ceva material exterior, înainte ca gaura neagră să-l poată înghiţi, iar rămășițele în scurt timp s-au strâns într-un disc în jurul găurii negre nou născute.
Există alte idei referitor la ceea ce ar putea fi obiectul Cow?
Magutti şi colegii săi nu sunt unicii care propun că Cow are un motor central.
Într-un alt studiu acceptat în Astrophysical Journal, o echipă separată, condusă de astronomul de la Caltech, Anna Y.Q.Ho, ajunge la concluzii similare.
Dar, Daniel Perley, un astrofizician de la Universitatea John Moores din Liverpool, sugerează în studiul său (en) că Cow ar pute fi apărut atunci când o gaură neagră masivă deja existentă a devorat o stea similară cu soarele nostru, într-un eveniment cunoscut ca dezmembrare mareică (en)
Pe măsură ce gravitatea imensă a găurii negre sfâşie steaua pe bucăți, gazele sale s-ar putea strânge în jurul găurii negre sub formă de disc, astfel creând strălucirea neobișnuită a lui Cow în rezultatul acestui proces.
Vedeţi şi: Pentru prima dată a fost văzută o stea sfâșiată şi înghițită de o gaură neagră supermasivă
Întrebarea constă în faptul, dacă este logic ca o gaură neagră de aşa dimensiune să stea la marginea unei galaxii, într-o zonă care ar trebui să fie densă cu gaz, potrivit semnalelor radio ale lui Cow.
Teoria actuală susţine că găurile negre de aşa mărime ar trebui să se formeze în grupuri de stele, în care nu există un aşa surplus de gaz.
Margutti susţine că mediul înconjurător a lui Cow prezintă mai mult sens, dacă ceaţa care o înconjoară este materialul aruncat de o stea uriașă, una care ulterior s-ar putea prăbuși într-o stea neutronică sau o gaură neagră.
Dar, Perley subliniază că deocamdată nu au fost descoperite şi studiate găuri negre în gama de masă pe care o invocă echipa, astfel încât noi nu putem fi siguri că teoria se potrivește cu realitatea.
“Echipa lui [Margutti] este alcătuită din niște experți în supernove cu adevărat de top, dar eu aş vrea să văd implicați experți în dezmembrări mareice, pentru a vedea dacă ei pot găsi o modalitate pentru a o face să funcționeze”, spune Perley (en).
Ce urmează?
Observațiile pe termen lung ale obiectului Cow ar putea ajuta la dezvăluirea identității motorului său central.
Dacă în inima lui Cow se află o stea neutronică magnetizată, ea ar putea emana semnale luminoase de raze X încă mulţi ani.
În schimb, o gaură neagră nu va pâlpâi în acest fel.
Dar modalitatea cea mai fructuoasă de a afla mai multe despre Cow, este de a găsi mai multe obiecte ca acesta.
Astronomii abia recent au căpătat posibilitatea de a detecta astfel de sclipiri luminoase şi de a le urmări în timp real, deoarece au apărut mai multe telescoape robotizate şi studii de anvergură.
“Aceste înregistrări ale cerului nocturn aproape că crează filme… Este o perioadă extraordinară”, spune Metzger(en).
“Noi vedem universul nu doar ca un lucru static, dar şi ca ceva ce poate fi activ, chiar şi timp de o perioadă de câteva zile”.
Lasă un răspuns