Průkopnická pozorování týmu vedeného Cornellem odhalují opakující se energetické vzplanutí z hvězdné mrtvoly po explozi hvězdy, zpochybňují existující teorie o smrti hvězd a zdůrazňují potenciální roli černých děr nebo neutronových hvězd v tak vzácných a intenzivních jevech.
Výbušný zánik vzdálené hvězdy za sebou zanechal aktivní hvězdnou mrtvolu, o níž se předpokládá, že je zdrojem několika aktivních vzplanutí detekovaných v průběhu několika měsíců. O tomto jevu, který astronomové nikdy předtím neviděli, informoval tým vedený Cornellovou univerzitou ve studii nedávno publikované v časopise Astronomers. Příroda.
Jasné, krátké záblesky – trvající jen několik minut a stejně silné jako původní exploze o 100 dní později – se objevily v důsledku vzácného typu hvězdné katastrofy, kterou se výzkumníci rozhodli najít, známé jako světelná katastrofa. Rychlý modrý vizuální přechod nebo LFBOT.
Od svého objevu v roce 2018 astronomové spekulovali o tom, co by mohlo vést k tak intenzivním výbuchům, které jsou mnohem jasnější než prudké výbuchy, které typicky zažívají masivní hvězdy, ale odeznívají spíše ve dnech než týdnech. Výzkumný tým věří, že dříve neznámá aktivita vzplanutí, kterou studovalo 15 dalekohledů po celém světě, potvrzuje, že motorem musí být hvězdná mrtvola: Černá díra nebo Neutronová hvězda.
Jedinečná astronomická událost: AT2022tsd
„Nemyslíme si, že by něco jiného mohlo vytvořit tento druh vzplanutí,“ řekla Anna Wai Kew Ho, odborná asistentka astronomie na College of Arts and Sciences. „To řeší roky debat o tom, co pohání tento typ výbuchu, a odhaluje neobvykle přímý způsob, jak studovat aktivitu hvězdných těles.“
Je prvním autorem nedávné studie publikované s více než 70 spoluautory, kteří pomohli charakterizovat LFBOT, oficiálně nazvaný AT2022tsd a přezdívaný „Tasmánský ďábel“, a následné světelné pulsy pozorované asi miliardu světelných let od Země.
Napsal program, který událost označil v září 2022, a přitom zkoumal půl milionu změn neboli přechodných jevů, které byly denně zjištěny v celooblohovém průzkumu prováděném kalifornským Zwicky Transient Facility.
Poté se v prosinci 2022, během rutinního monitorování mizející exploze, setkal se spolupracovníky Danielem Burleyem z Liverpool John Morris University v Anglii a Ping Chenem z Weizmann Institute of Science v Izraeli, aby zhodnotili nová pozorování, která Ping učinil a analyzoval – sada pěti obrázků, z nichž každý trvá několik minut. První neukázal nic, jak se očekávalo, ale druhý zachytil světlo, následovaný velmi jasným bodcem ve středním snímku, který rychle zmizel.
„Nikdo vlastně nevěděl, co říct,“ vzpomíná. „Nikdy předtím jsme nic takového neviděli – něco tak rychlého a tak jasného jako původní výbuch o měsíce později – v žádné supernově nebo FBOT. Nikdy předtím jsme to v astronomii neviděli.“
K dalšímu prozkoumání náhlého oživení výzkumníci zapojili partnery, kteří přispěli pozorováním z více než tuctu dalších dalekohledů, včetně jednoho vybaveného vysokorychlostní kamerou. Tým pročesával předchozí data a pracoval na vyloučení dalších potenciálních zdrojů světla. Jejich analýza nakonec potvrdila přítomnost nejméně 14 nepravidelných světelných pulzů během 120denního období, což je pravděpodobně malý zlomek celkového počtu, řekl Ho.
„Překvapivě místo toho, aby podle očekávání plynule slábl, zdroj se znovu nakrátko rozzářil – a znovu a znovu,“ řekla. „LFBOT jsou už tak trochu divné a divné události, takže tohle bylo ještě divnější.“
Důsledky pro vývoj hvězd a katastrofy
Jaké přesně procesy probíhaly, se stále studují – možná černá díra směrující výtrysky hvězdného materiálu směrem ven rychlostí blízkou rychlosti světla. Doufá, že výzkum povede k dlouhodobým cílům mapování toho, jak vlastnosti hvězd v životě předpovídají způsob, jakým zemřou, a jaký druh mrtvol vyprodukují.
V případě LFBOT jsou rychlá rotace nebo silné magnetické pole pravděpodobně klíčovými součástmi jeho startovacích mechanismů, řekl Hu. Je také možné, že se vůbec nejedná o konvenční supernovy, ale jsou výsledkem sloučení hvězdy s černou dírou.
„Možná vidíme úplně jiný kanál pro kosmickou katastrofu,“ řekla.
Neobvyklé exploze slibují poskytnout nový pohled na životní cyklus hvězd, které jsou obvykle vidět pouze na snímcích různých fází – hvězda, exploze a zbytek – spíše než jako součást jednoho systému, řekl Ho. LFBOT mohou nabídnout příležitost pozorovat hvězdu při jejím přechodu do posmrtného života.
„Protože tělo tam jen nesedí, je aktivní a dělá věci, které můžeme detekovat,“ řekl Ho. „Myslíme si, že tyto vzplanutí by mohly pocházet z jednoho z těchto nově vytvořených těles, což nám dává způsob, jak studovat jejich vlastnosti, když se teprve formovaly.“
Reference: „Minutes-Long Optical Flares with Supernova Luminosity“ od Anny Y. Q. Ho, Daniel A. Burley, Ping Chen, Steve Schulze, Vic Dillon, Harsh Kumar, Aswin Suresh, Vishujit Swain, Michael Bremer a Steven J. Chytrý, Joseph B. Anderson, J.C. Anupama, Supachai Aoivan, Sudhanshu Barwai, Eric C. Bellem, Saji Ben-Ami, Varun Bhalerao, Thomas de Boer, Thomas J. Brink, Rick Burruss, Poonam Chandra, Ting Wan Chen, Wenping Chen, Jeff Cook, Michael W. Coughlin, Caustav K. Das, Andrew J. Drake, Alexei Filippenko, James Freeborn, Christopher Frimling, Michael D. Fulton, Avishai Gal-Yam, Louis Galbani, Hua Gao, Matthew J. Graham, Mariusz Gromadzki, Claudia P. Gutierrez, K. Ryan Hinds, Cosimo Incera, Nayana A.J., Viraj Karambilkar, Mansi M. Kasliwal, Shri Kulkarni, Thomas E. Mueller Bravo, Eugene A. Magnier, Ashish A. Mapal, Thomas Moore, Zhao-Chung Ngiou, Matt Nicol, Eran Ovek, Connor M. B. Omand, Francesca Onori, Yin-Chen Pan, Priscilla J. Pesce, Glenn Petitpas, David Polishchuk, Saran Pochiachinda, Mika Porsiainen, Reid Riddle, Antonio C. Rodriguez, Ben Rusholme, Enrico Segre, Yashvi Sharma, Ken W. Smith, Jesper Solerman, Shubham Srivastav, NoraLynn Strutjohann, Mark Suhr, Dimitri Svenkin, Yannan Wang, Philip Weissman, Avery Wold, Xing Yang, Yi Yang, Johan Yao, David R. Yong Wei Kang Zheng, 15. listopadu 2023, Příroda.
doi: 10.1038/s41586-023-06673-6
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
