„The Cow”: Star Collapse może po raz pierwszy zaobserwować narodziny czarnej dziury

W czerwcu świetliste wydarzenie na niebie spowodowało, że społeczność astronomów zaczęła tętnić życiem. Olśniewająca anomalia, rozrywająca się światłem odległym o 200 milionów lat świetlnych w odległej galaktyce karłowatej, sprawiła, że ​​była zupełnie odmienna od typowej eksplodującej gwiazdy, a naukowcy kwestionowali to, jakie to zjawisko może być od tego czasu. Teraz astronomowie zdali sobie sprawę, że uchwycili dokładnie moment, w którym zapadła się gwiazda - i być może narodziny czarnej dziury lub gwiazdy neutronowej - po raz pierwszy.

Zapadająca się gwiazda, nazwana AT2018cow - lub „Krowa” z powodu randomizowanego trzyliterowego systemu nazewnictwa używanego przez Astronomer's Telegram, usługę online, która po raz pierwszy opublikowała o odkryciu - kończyła kwintesencję kroku, zanim przekształciła się w kompaktowy obiekt, taki jak gwiazda neutronowa lub czarna dziura. Dr Kate Alexander, członek NASA Einstein na Northwestern University, opowiada Odwrotność że krowa jest „bardzo niezwykła na wiele sposobów”.

„Było niesamowicie jasne i stało się jaśniejsze niewiarygodnie szybko - obydwa trudno wytłumaczyć typowymi modelami gwiezdnej śmierci” - mówi Alexander. „Kiedy większość gwiazd umiera, uzyskana supernowa potrzebuje tygodni, aby osiągnąć swoją maksymalną jasność. AT2018cow osiągnął szczytową jasność w ciągu zaledwie kilku dni i jest jedną z najjaśniejszych supernowych, jakie kiedykolwiek odkryto. ”

Alexander jest częścią zespołu, który proponuje, aby „Krowa” była upadkiem gwiazdy. Przedstawili swoją teorię w czwartek na 23. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Seattle, Waszyngton, ale badanie opisujące ich badania nie zostało jeszcze opublikowane.

Kiedy AT2018cow został po raz pierwszy wykryty przez sondaż ATLAS na Hawajach, Alexander i współautor dr Deanne Coppejans, współpracownik habilitowany w Northwestern University, założył i przetworzył obserwacje radiowe wykonane w teleskopie Very Large Array w Nowym Meksyku.

Te obserwacje radiowe, mówi Coppejans Odwrotność, były „ważną częścią układanki”, którą reprezentował AT2018. Okazało się, że prędkość fali uderzeniowej, którą krowa wystrzeliła w przestrzeń kosmiczną, wynosiła około 10 procent prędkości światła, a gęstość otaczającego ją środowiska była znacznie wyższa niż w przypadku typowych masywnych gwiazd. Ta wysoka gęstość obaliła ideę, że było to zakłócenie gwiazdy wokół czarnej dziury o średniej masie, jak twierdzili inni astronomowie.

„Praca nad tym projektem była niesamowicie ekscytująca” - mówi Coppejans Odwrotność. „Prawie każdy teleskop na świecie, który mógł do niego dotrzeć, obserwował go. Ale podczas gdy większość grup miała tylko obserwacje przy określonych długościach fal, nasza grupa miała obserwacje od fal radiowych do promieni gamma. ”

Każda nowa obserwacja ujawniła zespołowi inny aspekt Krowy. Obserwacje rentgenowskie, radiowe i świetlne wykazały, że jest zasilany silnym centralnym „silnikiem” - nową gwiazdą neutronową lub czarna dziura. Ten tak zwany silnik pompował nową energię w eksplozję przez wiele miesięcy. Nic dziwnego, że jego jasność była tak niezwykła w porównaniu do innych zgonów gwiazd.

Coppejans mówi, że podczas gdy naukowcy wiedzą, że eksplozje masywnych gwiazd tworzą gwiazdy neutronowe i czarne dziury, AT2018cow reprezentuje naukowców po raz pierwszy uchwycił ten proces.

„Zwykle jest tak dużo materiału wydmuchiwanego w kosmos przez eksplozję, że blokuje on widok zwartego obiektu pozostawionego”, wyjaśnia. „Jednak AT2018cow był w pobliżu, jasny i wyrzucał bardzo mało materiału, więc po raz pierwszy udało nam się wykryć resztki zwartego obiektu”.

W następstwie tej śmierci gwiazd postępy w przetwarzaniu danych i ogólnoświatowe badania teleskopów pozwoliły astronomom z całej planety zbadać niezwykłe właściwości AT2018cow w szybkim i szczegółowym tempie. Zazwyczaj eksplozje gwiezdne są wykrywane, gdy mają kilka dni - ale uwaga otaczająca AT2018cow, kiedy została zauważona po raz pierwszy, była niemal natychmiastowa. Ich bogaty zbiór danych, mówi Alexander, ostatecznie pozwolił zespołowi „odkryć prawdziwą wyjątkowość AT2018cow”.