Zespół astronomów kierowany przez University of Southampton odkrył największą kosmiczną eksplozję, jaką kiedykolwiek widziano.
Eksplozja jest ponad dziesięć razy jaśniejsza niż jakakolwiek znana supernowa (eksplodująca gwiazda) i trzy razy jaśniejsza niż najjaśniejsze rozerwanie pływowe, w którym gwiazda wpada do supermasywnej czarnej dziury.
Eksplozja, znana jako AT2021lwx, trwa obecnie ponad trzy lata, w porównaniu do większości supernowych, które są widoczne tylko przez kilka miesięcy. Miało to miejsce prawie 8 miliardów lat świetlnych stąd, kiedy Wszechświat miał około 6 miliardów lat i nadal jest wykrywane przez sieć teleskopów.
Naukowcy uważają, że eksplozja jest wynikiem ogromnego obłoku gazu, prawdopodobnie tysiące razy większego niż nasze Słońce, który został gwałtownie rozerwany przez supermasywną czarną dziurę. Fragmenty chmury zostałyby połknięte, wysyłając fale uderzeniowe przez jej pozostałości, a także do dużego zakurzonego „pączka” otaczającego czarną dziurę. Takie zdarzenia są bardzo rzadkie i nigdy wcześniej nie obserwowano niczego na taką skalę.
W zeszłym roku astronomowie byli świadkami najjaśniejszej w historii eksplozji – rozbłysku gamma znanego jako GRB 221009A. Chociaż było to jaśniejsze niż AT2021lwx, trwało zaledwie ułamek czasu, co oznacza, że całkowita energia uwolniona przez eksplozję AT2021lwx jest znacznie większa.
Wyniki badań zostały opublikowane dzisiaj [Friday, 12 May 2023] w miesięcznych ogłoszeniach Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Odkrycie
AT2021lwx został po raz pierwszy wykryty w 2020 roku przez Zwicky Transient Facility w Kalifornii, a następnie odebrany przez system Last Alert Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) z siedzibą na Hawajach. Obiekty te badają nocne niebo w celu wykrycia przejściowych obiektów, które szybko zmieniają jasność, wskazując na zdarzenia kosmiczne, takie jak supernowe, a także znajdują asteroidy i komety. Do tej pory skala eksplozji była nieznana.
„Natknęliśmy się na to przypadkowo, ponieważ zostało to oznaczone przez nasz algorytm wyszukiwania, gdy szukaliśmy rodzaju supernowej” – mówi dr Philip Wiseman, pracownik naukowy z University of Southampton, który kierował badaniami. „Większość supernowych i zakłóceń pływowych trwa tylko kilka miesięcy, zanim zanika. Coś, co świeci jasno przez ponad dwa lata, było natychmiast bardzo niezwykłe”.
Zespół zbadał obiekt dalej za pomocą kilku różnych teleskopów: Neil Gehrels Swift Telescope (współpraca między NASA, Wielką Brytanią i Włochami), New Technology Telescope (obsługiwany przez Europejskie Obserwatorium Południowe) w Chile oraz Gran Telescopio Canarias w La Palma, Hiszpania.
Pomiar wybuchu
Analizując widmo światła, dzieląc je na różne długości fal i mierząc różne cechy absorpcji i emisji widma, zespół był w stanie zmierzyć odległość do obiektu.
„Kiedy już znamy odległość do obiektu i jego jasność, możemy obliczyć jasność obiektu u jego źródła. Po przeprowadzeniu tych obliczeń zdaliśmy sobie sprawę, że obiekt jest niezwykle jasny” — mówi profesor Sebastian Hönig z University of Southampton, współautor badań.
Jedynymi obiektami we wszechświecie, które są tak jasne jak AT2021lwx, są kwazary – supermasywne czarne dziury ze stałym przepływem gazu opadającego na nie z dużą prędkością.
Profesor Mark Sullivan, również z University of Southampton i inny współautor artykułu, wyjaśnia: „W przypadku kwazara obserwujemy migotanie jasności w górę i w dół w czasie. Ale patrząc wstecz na ponad dekadę, nie wykryto AT2021lwx, potem nagle pojawia się z jasnością najjaśniejszych rzeczy we wszechświecie, co jest niespotykane”.
Co spowodowało eksplozję?
Istnieją różne teorie na temat tego, co mogło spowodować taką eksplozję, ale zespół kierowany przez Southampton uważa, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest niezwykle duża chmura gazu (głównie wodoru) lub pyłu, która zboczyła z orbity wokół czarnej dziury i został wysłany samolotem.
Zespół zbiera teraz więcej danych na temat eksplozji – mierząc różne długości fal, w tym promieniowanie rentgenowskie, które może ujawnić powierzchnię i temperaturę obiektu oraz jakie procesy zachodzą. Przeprowadzą również ulepszone symulacje obliczeniowe, aby sprawdzić, czy pasują one do ich teorii na temat przyczyny eksplozji.
Dr Philip Wiseman dodał: „Dzięki nowym obiektom, takim jak Legacy Survey of Space and Time Obserwatorium Vera Rubin, które zostaną uruchomione w ciągu najbliższych kilku lat, mamy nadzieję odkryć więcej takich wydarzeń i dowiedzieć się o nich więcej. zdarzenia, choć niezwykle rzadkie, są tak energetyczne, że są kluczowymi procesami wpływającymi na zmiany centrów galaktyk w czasie”.