Krowa, Koala i CSS161010 – nowa klasa eksplozji kosmicznych

[KopalniaWiedzy.pl 289]

Astronomowie z National Radio Astronomy Observatory informują o odkryciu nowej klasy kosmicznych eksplozji. Wszystko zaczęło się w 2018 roku od słynnej Krowy, czyli obiektu oznaczonego AT2018cow. Od tamtej pory okazało się, że dwa inne obiekty, zaobserwowane w 2016 i 2018 roku nie mieszczą się w znanych nam kategoriach.

Wspomniana na wstępie Krowa, o zaobserwowaniu której informowaliśmy, od samego początku zastanawiała naukowców. Początkowo wydawało się, że dość szybko rozszyfrowano jej zagadkę, a rok później naukowcy przyznali, że nie wiedzą, z czym mają do czynienia.

Wybuch był podobny do znanych nam wybuchów supernowych, ale miał też wyjątkowe cechy, szczególnie wyjątkową jasność początkową, bardzo szybkie tempo zwiększania jasności oraz bardzo szybkie tempo przygasania. Wszystko odbyło się w ciągu kilku dni. Okazało się również, że teleskopy wykryły dwie podobne eksplozje. Jedna z nich, Koala (ZTF18abvkwla), miała miejsce w galaktyce odległej o 3,4 miliarda lat świetlnych, a do drugiej – CSS161010 (CRTS CSS161010 J045834-081803) – doszło w odległości 500 milionów lat świetlnych.

Anna Ho z Caltechu, główna autorka badań nad Koalą mówi, że od razu zauważyła, iż jasność tego obiektu odpowiada źródło rozbłysków gamma. Jednak gdy dokonałam redukcji danych, sądziłam, że się pomyliłam, stwierdza uczona. Z kolei Deanne Coppejans, badająca CSS161010 zauważyła, że obiekt ten wyrzucił niezwykle dużą ilość materiału, który przemieszczał się z prędkością powyżej połowy prędkości światła. Uczona i jej zespół przyznają, że przez dwa lata badali obiekt, by w końcu zdać sobie sprawę z faktu, że obserwują coś niezwykłego.

W obu przypadkach kolejne obserwacje wykazały, że Koala i CSS161010 są podobne do Krowy. W końcu naukowcy doszli do wniosku, że mamy do czynienia z nieznaną dotychczas klasą eksplozji obiektów gwiazdowych, którą nazwano Fast Blue Optical Transients (FBOT). O nowej klasyfikacji poinformowano na łamach Astrophysical Journal oraz Astrophysical Journal Letters.
Naukowcy przypuszczają, że FBOT rozpoczyna się podobnie jak niektóre eksplozje supernowych czy rozbłyski gamma. Prawdopodobnie zapoczątkowuje je eksplozja gwiazdy znacznie bardziej masywnej od Słońca, która właśnie kończy swoje życie. Różnica pojawia się natomiast na późniejszych etapach wybuchu.

W standardowych supernowych typu II dochodzi do zapadnięcia się jądra. Wybuch rozrywa gwiazdę, a fala uderzeniowa o kształcie sfery rozrzuca materiał w przestrzeni. Jeśli dodatkowo wokół utworzonej gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury uformuje się dysk akrecyjny, w którym pojawią się wąskie dżety materiału przemieszczające się niemal z prędkością światła na zewnątrz, wywoła to rozbłyski gamma. Ten obracający się dysk akrecyjny i dżety nazywane są przez astronomów silnikiem.

FBOT też posiadają swój silnik. Jednak, jak przypuszczają specjaliści, w tym wypadku całość otoczona jest grubą warstwo materii. Materia ta prawdopodobnie została wyciągnięta z gwiazdy jeszcze przed eksplozją przez towarzyszącą jej gwiazdę. Mamy tutaj zatem do czynienia z układem podwójnym. Gdy w układzie tym dochodzi do eksplozji gwiazdy otoczonej wcześniej przez gęsty materiał, fala uderzeniowa dociera do materiału wywołując krótki niezwykły rozbłysk w zakresie widzialnym. To właśnie on odróżnia FBOT od standardowych supernowych. Następnie fala uderzeniowa wychodzi poza gęstą otoczkę materii i rejestrujemy bardzo jasną emisję w paśmie radiowym.

Z dotychczasowych badań dowiadujemy się, że w przypadku Krowy i CSS161010 gęsty materiał zawierał wodór. W rozbłyskach gamma nie stwierdza się obecności tego pierwiastka.

Naukowcy doszli też do wniosku, że Krowa, Koala i CSS161010 miały miejsce w galaktykach karłowatych. Coppejans uważa, że pewne właściwości galaktyk karłowatych mogą powodować pojawianie się niezwykle rzadkich ścieżek ewolucyjnych gwiazd i stąd biorą się niezwykłe eksplozje.

Jak podkreślają astronomowie, nic nie jest jeszcze przesądzone. Cechą charakterystyczną wszystkich trzech FBOT było posiadania centralnego silnika. Jednak specjaliści zauważają, że mogą się mylić i nie mieliśmy do czynienia z eksplozjami, ale z rozrywaniem gwiazd przez czarna dziury. Scenariusze z eksplozjami są jednak bardziej prawdopodobne. Dopiero zaobserwowanie kolejnych FBOT pozwoli nam zyskać pewność, z jakim mechanizmem mamy do czynienia.

« powrót do artykułu