Šta je prouzrokovalo ultrasnažnu kosmičku eksploziju, prvu svoje vrste

Primer potpuno novog tipa kosmičke eksplozije koja uveliko nadmašuje većinu supernova mogao bi biti posledica razaranja neke zvezde od strane crne rupe male ili srednje veličine, piše Space.

Astronomi su pomoću mreže robotskih teleskopa ATLAS na Havajima, u Čileu i Južnoafričkoj Republici primetili kako ta eksplozija, nazvana AT2022aedm, izranja iz crvene galaksije udaljene od Zemlje oko dve milijarde svetlosnih godina. Brzo je shvaćena kao nešto dotad neviđeno.

Preporučujemo

„Stalno tragamo za nečim malo čudnim i drugačijim od strandardnih vrsta supernova, kojih nađemo stotine ili čak hiljade godišnje“, rekao je astrofizičar Mat Nikol sa Kraljičinog univerziteta u Belfastu. „AT2022aedm se isticala kao jedna od najblještavijih eksplozija koje smo videli, a takođe je bila jedna od najbržih u iščezavanju nakon svog vrhunca“.

Eksplozija je emitovala čak 100 puta više energije nego prosečna supernova. Osim toga, dok supernove iščezavaju mesecima, primećeno je da je AT2022aedm iščezla do 1% svog prvobitnog sjaja za samo 14 dana, nakon čega je potpuno nestala. To znači da je za samo dve nedelje, AT2022aedm emitovala onoliko energije koliko će Sunce emitovati u svom čitavom životu od 10 milijardi godina.

Nije čudno što je AT2022aedm zaprepastila istraživače i dobila sopstvenu kategoriju, opisana kao prvo „luminozno brzo hlađenje“ (LFC), što označava osobine eksplozije, kao i ljubav istraživača prema engleskom fudbalskom klubu Liverpul, čiji akronim je takođe LFC.

„Mislim da verovatno najbolje objašnjenje za AT2022aedm daju modeli u kojima crna rupa uništava zvezde“, kaže Nikol. To je zaključak do kog su došli nakon što su prvo eliminisali neke druge vrlo verovatne mogućnosti.

Neuobičajeni krivci

Jedan od prvih koraka bila je eliminacija nekih dežurnih krivaca za kosmičke kataklizme.

Eksplozija već nije ličila na supernovu jer je bila previše snažna i previše brza, ali je lokacija odakle je potekla takođe pomogla da se taj LFC razabere kao nešto sasvim novo.

Jedan od najuobičajenih tipova supernova je supernova usled kolapsa jezgra, koja nastaje kad ogromne zvezde koje imaju više od osam puta masu Sunca ostanu bez goriva za nuklearnu fuziju. Jezgra tih zvezda ne mogu više da se odupru gravitaciji i na kraju se uruše. To ostavlja neku crnu rupu ili neku neutronsku zvezdu u središtu zvezdane ruševine od spoljašnjih slojeva zvezde.

AT2022aedm ne može biti normalna supernova usled kolapsa jezgra zato što je viđena u galaksiji koja sadrži samo stare zvezde male mase.

Još jedna uobičajena kosmička eksplozija, supernova tipa Ia, dešava se kad zvezdani ostaci zvani beli patuljak preuzimaju materiju od neke prateće zvezde. Ovo preuzimanje materije dovodi belog patuljka preko limita mase potrebne za izazivanje supernove i stvaranje neutronske zvezde ili crne rupe, ali ovi događaji proizvode ravnomerno zračenje. Zbog toga ih astronomi zovu „standardne sveće“ i koriste za precizno merenje kosmičkih razdaljina.

AT2022aedm, pak, uopšte ne izgleda tako.

To je navelo istraživače da se okrenu ka crnim rupama. Međutim, čak i tada su mogli da isključe uobičajene krivce.

Supermasivne crne rupe su isključene

Događaji u kojima crne rupe razaraju zvezde i zatim proždiru zvezdane ostatke su retki, ali nisu nepoznati. Astronomi su videli brojne primere tih takozvanih „razaranja plimskom silom“ (TDE), kao i svetlost emitovanu tokom tih silovitih dešavanja.

Takva razaranja se obično događaju kad neka zvezda priđe previše blizu ogromne supermasivne crne rupe u centru galaksije. Ta crna rupa može biti teška milionima ili čak milijardama puta kao Sunce. Gravitacioni uticaji ovih monstruoznih crnih rupa stvaraju ogromne plimske sile kod svojih zvezdanih objekata koje razvlače i gnječe zvezdana tela, rasturajući ih u procesu zvanom „špagetizacija“.

Da, istraživači su odmah videli da AT2022aedm ne može biti rezultat bilo kog TDE uzrokovanog supermasivnom crnom rupom. Supermasivne crne rupe se nalaze u centru galaksija, a AT2022aedm je viđena na distanci od centra svoje matične galaksije. To znači da bi neka manja crna rupa (ne u centru galaksije) mogla biti krivac.

„Kad biste imali crnu rupu manje mase u gustom okruženju sa mnogo zvezda, i jedna od tih zvezda se nađe vrlo, vrlo blizu crne rupe, čak i stelarna crna rupa sa masom od 10 do 100 masa Sunca bila bi sposobna da potencijalno razori i proguta jednu od zvezda“.

Nikol je dodao da još uvek nisu isključili intrigantnijeg mogućeg krivca. Ostaje mogućnost da je AT2022aedm proizvod crne rupe srednje veličine ili srednje mase koja je između stelarne crne rupe i supermasivne crne rupe u pogledu dimenzija, sa masom između 100 i nekoliko hiljada masa Sunca.

To je privlačna mogućnost ne samo zato što crne rupe srednje mase nije lako pronaći, već i zato što bi se izučavanjem njih moglo objasniti kako su supermasivne crne rupe porasle do tako zastrašujućih veličina u ranoj istoriji kosmosa.

"Crne rupe srednje mase mogu da proždiru zvezde i ne moraju da budu u centru galaksija pošto su ih iz centra možda izbacile veće crne rupe“, rekao je Nikol.

Istraživači su u arhivi otkrili dva stara slučaja koja odgovaraju AT2022aedm, što pokazuje da je ova vrsta snažnih kosmičkih eksplozija viđena ranije, ali je zagubljena u podacima.

Sledeći korak je istraživanje globularnih klastera, neverovatno zbijenih zvezdanih jata koja bi mogla obezbediti uslove za male i srednje crne rupe da unište zvezdu i izazovu LFC eksploziju.

Čak i ako ovo istraživanje bude uspešno, uzbuđenje zbog otkrivanja nečeg sasvim novog verovatno neće oslabiti.

„Veoma dugo gledamo u nebo i ponekad ljudi možda misle da smo videli sve što tamo ima da se vidi“, zaključuje Nikol. „Mislim da su ovakve stvari zaista uzbudljive jer nas podsećaju da univerzum ima još mnogo iznenađenja u rezervi i kad napravimo novi teleskop pronaći ćemo nove stvari, a to će nam pomoći da bolje razumemo naš univerzum“.

(Telegraf Nauka/Space)