Kosmiczny wybuch. Tajemnicza eksplozja pomiędzy galaktykami

Astronomowie korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i innych obserwatoriów, w tym Obserwatorium Gemini, odkryli potężny, ale słabo poznany rodzaj kosmicznej eksplozji zwany LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transients). Choć do tej pory badacze zaobserwowali kilka tego typu zjawisk, to najnowsze wydaje się mieć źródło między galaktykami, a nie w galaktyce gwiazdotwórczej, jak poprzednie. Ta obserwacja podważa wiodące koncepcje dotyczące pochodzenia tych eksplozji.

Eksplozje LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transients - jasne, szybkie, błękitne zjawiska przejściowe w zakresie optycznym - LFBOT) to jedne z najjaśniejszych znanych zjawisk w świetle widzialnym, jakie możemy dostrzec we Wszechświecie. Pierwszy raz LFBOT zaobserwowano w 2018 roku i od tego czasu zauważono je zaledwie kilka razy. Obecnie są wykrywane mniej więcej raz w roku.

Eksplozja z 2018 roku była niezwykle intensywna, znacznie potężniejsza niż przeciętna supernowa, od 10 do nawet 100 razy jaśniejsza. Została oznaczony jako AT2018cow i od tej pory była nazywana po prostu Krową. Krowa była pierwszym przykładem nowej klasy zjawisk astronomicznych - LFBOT. Do tej pory potwierdzono tylko kilka z tych osobliwych wydarzeń, a każdemu z nich nadano nazwę zoologiczną inspirowaną kilkoma ostatnimi literami jego astronomicznego oznaczenia. Obecnie w tym osobliwym zoo mamy poza Krową też Wielbłąda, Koalę i Diabła Tasmańskiego. Najnowszy LFBOT otrzymał oznaczenie AT2023fhn i został nazwany Ziębą. Jednak fizyka powstawania tych zjawisk pozostaje tajemnicą, a najnowsze obserwacje rodzą więcej pytań niż dają odpowiedzi.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Po wstępnym wykryciu, najnowszy LFBOT był obserwowany przez wiele teleskopów w całym spektrum elektromagnetycznym, od promieni rentgenowskich po fale radiowe. Wykazał wszystkie charakterystyczne cechy eksplozji LFBOT. Świecił intensywnie na niebiesko i szybko ewoluował, osiągając maksymalną jasność i gasnąc w ciągu kilku dni, w przeciwieństwie do supernowych, które trwają tygodniami lub miesiącami. Ale Zięba wykazała się dodatkową, nieoczekiwaną cechą.

W przeciwieństwie do innych tego typu zjawisk widzianych wcześniej, Zięba eksplodowała pomiędzy dwiema galaktykami - około 50 tys. lat świetlnych od galaktyki spiralnej i około 15 tys. lat świetlnych od mniejszej galaktyki.

Odkrycie to nie tylko nie pokrywa się z lokalizacjami wcześniejszych eksplozji, które miały miejsce w galaktykach gwiazdotwórczych, ale stwarza problemy w przypadku niektórych istniejących wyjaśnień pochodzenia tych zjawisk. Uczeni zakładali, że te eksplozje są rzadkim rodzajem supernowej, w której dochodzi do zapadnięcia się jądra niezwykle masywnej gwiazdy. Ale gigantyczne gwiazdy, które zamieniają się w takie supernowe, żyją krótko według standardów gwiazdowych, co oznacza, że żadna taka gwiazda nie miałaby czasu na przebycie tak dużej odległości od swojej macierzystej galaktyki przed eksplozją.

- Im więcej dowiadujemy się o tych zjawiskach, tym bardziej nas zaskakują – mówi astronom Ashley Chrimes, główny autor publikacji. - Pokazaliśmy, że LFBOT mogą znajdować się bardzo daleko od najbliższej galaktyki, a lokalizacja Zięby nie jest taka, jakiej oczekiwalibyśmy w przypadku supernowej – dodaje.

Od czasu odkrycia Krowy w 2018 r. astronomowie poszukują większej liczby tych zagadkowych zdarzeń. Ponieważ te zjawiska mogą pojawiać się w dowolnym miejscu i czasie oraz są stosunkowo ulotne z astronomicznego punktu widzenia, badacze polegają na obserwacjach, które mogą w sposób ciągły monitorować duże obszary nieba. To właśnie dzięki nim dostrzeżono Ziębę. Po wykryciu Zięby badacze uruchomili wcześniej zaplanowany program obserwacji, który był w trybie gotowości do szybkiego skierowania uwagi na potencjalnych kandydatów na LFBOT. Dzięki zaangażowaniu wielu obserwatoriów udało się poznać niektóre cechy tego zjawiska, chociażby to, że Zięba osiągnęła temperaturę 20 tys. stopni Celsjusza.

Oprócz spekulacji, że LFBOT są szczególnie rzadką klasą supernowych, naukowcy mają kilka innych pomysłów na temat tego, w jaki sposób zjawiska te mogą powstawać. Niektórzy badacze sugerują, że mogą na przykład powstawać w wyniku rozrywania gwiazdy przez czarną dziurę, ale według Chrimesa, nie należy się spodziewać znalezienia czarnej dziury tak daleko od galaktyki. Niezwykłe położenie Zięby sugeruje, że być może była to eksplozja niezwykle szybko poruszającej się gwiazdy. Alternatywnie może to być kulminacja znacznie dłuższego procesu, takiego jak zderzenie dwóch gwiazd neutronowych, które zbliżają się do siebie spiralnie od miliardów lat, choć są to jedynie spekulacje. Dwa lata temu pojawiły się badania naukowców z Massachussets Institute of Technology, które zasugerowały, że w miejscu eksplozji Krowy narodziła się czarna dziura lub gwiazda neutronowa.

- Odkrycie to stwarza o wiele więcej pytań niż daje odpowiedzi – mówi Chrimes. - Potrzeba więcej badań, by dowiedzieć się, które z wielu możliwych wyjaśnień jest właściwe – dodaje.

Źródło: NOIRLab, esahubble.org