Το 2023 οι αστρονόμοι κατέγραψαν μια από τις πιο ασυνήθιστες και τεράστιες εκρήξεις που είχαν δει ποτέ. Έγινε περίπου 750 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη και η λάμψη της ανιχνεύθηκε από τους ανιχνευτές της Μονάδας Μεταβατικών Εγκαταστάσεων Zwicky, στις 7 Ιουλίου. Θα μπορούσε να είναι ένα αστέρι που προσπαθεί να καταπιεί μαι μαύρη τρύπα;
Αρχικά, έμοιαζε με μια συνηθισμένη σουπερνόβα και τις έδωσαν το όνομα SN 2023zkd. Όμως, έξι μήνες αργότερα, μια αναζήτηση για ανωμαλίες είδε κάτι περίεργο. Με μια φρέσκια ματιά στα δεδομένα που είχαν συλλέξει οι επιστήμονες ανακάλυψαν πως η SN 2023zkd έκανε κάτι πολύ περίεργο. Άρχισε να λάμπει ξανά.
Η νέα ανάλυση των δεδομένων έφερε μια τρομερά περίεργη εξήγηση, που δεν έχουμε ξαναδεί. Σε αντίθεση με ότι συμβαίνει συνήθως, ένα τεράστιο αστέρι προσπάθησε να καταπιεί μια μαύρη τρύπα και όχι το ανάποδο.
«Η ανάλυσή μας δείχνει ότι η έκρηξη προκλήθηκε από μια καταστροφική συνάντηση με μια συνοδό μαύρη τρύπα και αποτελεί την ισχυρότερη μέχρι σήμερα απόδειξη ότι τέτοιες στενές αλληλεπιδράσεις μπορούν στην πραγματικότητα να πυροδοτήσουν ένα αστέρι», λέει ο αστρονόμος Alexander Gagliano του Ινστιτούτου Τεχνητής Νοημοσύνης και Θεμελιωδών Αλληλεπιδράσεων του NSF.
Οι σουπερνόβα μπορούν να συμβούν με ποικίλους τρόπους. Συνήθως έχουμε τον θάνατο ενός τεράστιου άστρου ή τις ανεξέλεγκτες θερμοπυρηνικές εκρήξεις ενός λευκού νάνου. Σε ένα σύμπαν με άπειρα αστέρια, είναι λογικό να εμφανίζονται αρκετά συχνά, με έναν ρυθμό μερικών εκατοντάδων παρατηρήσιμων τον χρόνο.
Αυτό σημαίνει πως έχουμε αρκετή γνώση για την εξέλιξή τους. Μια λάμψη φωτός εμφανίζεται, η οποία σιγά σιγά εξασθενεί, ακολουθώντας μια καμπύλη για μερικές εβδομάδες ή και μήνες μετά την έκρηξη.
Οι αρχικές παρατηρήσεις του SN 2023zkd φαίνονταν σχετικά τυπικές. Μια έκλαμψη που κατέγραψε το Zwicky ήταν ενδεικτική των πρώιμων σταδίων ενός σουπερνόβα . Στη συνέχεια, τον Ιανουάριο του 2024, ένα εργαλείο που σχεδιάστηκε για να βρίσκει ασυνήθιστα γεγονότα σε αρχεία σημείωσε ότι άξιζε μια δεύτερη ματιά.
Με δεδομένα από πολλά διαφορετικά αστεροσκοπεία σε όλο τον κόσμο, τα οποία έχουν εκπαιδευτεί για να καταγράφουν την τυπική και εξασθενημένη καμπύλη φωτός, είδαν κάτι περίεργο. Κα αυτό ήρθε 240 μέρες μετά την καταγραφή από το Zwick. Ανακάλυψαν πως το σημείο φωτίστηκε ξανά, στα ίδια επίπεδα με την αρχική σουπερνόβα.
Αυτό δεν είναι κάτι που κάνουν συνήθως οι σουπερνόβα, οπότε ο Gagliano και η ομάδα του ανέσυραν τις παρατηρήσεις από το αρχείο, ώστε να έχουν μια καλή εικόνα από εκείνο σημείο του ουρανού. Με αυτό τον τρόπο θα μπορούσαν να δουν οποιαδήποτε συμπεριφορά πριν από την ανίχνευσή της σουπερνόβα από το Zwicky, ώστε να βρουν ενδείξεις, με χρήση μηχανικής μάθησης, για να βρουν σήματα που μπορεί να μη γνωρίζουμε.
Με αυτόν τον τρόπο βρήκαν πως για πάνω από 4 χρόνια πριν την έκρηξη, το αντικείμενο παρουσίαζε σταθερά φωτεινότερη λάμψη, με ορισμένες περίεργες διακυμάνσεις. Αυτό είναι μια συμπεριφορά που δεν είναι τυπική για αστέρια που είναι στο χείλος της τεράστια έκρηξης.
Σε αυτό το σενάριο περιλαμβάνεται ένα τεράστιο ετοιμοθάνατο άστρο και ένα πολύ συμπαγές αντικείμενο και δε θα μπορούσε να υπάρχει καλύτερος υποψήφιος από μια μαύρη τρύπα, κλειδωμένη σε μια πολύ στενή τροχιά.
Καθώς στροβιλίζονταν το ένα γύρω από το άλλο σε μια φθίνουσα τροχιά, το άστρο έχασε μεγάλο μέρος της μάζας του, η οποία με τη σειρά της άρχισε να λάμπει.
Τελικά, τα δύο αντικείμενα ήρθαν τόσο κοντά, ώστε το τεράστιο αστέρι να μπορεί να ασκήσει τεράστια βαρυτική έλξη και να προσπαθήσει να καταπιεί τη μαύρη τρύπα. Όμως οι μαύρες τρύπες δεν είναι αδύναμα αντικείμενα, το ακριβώς αντίθετο θα λέγαμε. Η βαρυτική έλξη που άσκησε η μαύρη τρύπα πάνω του, δημιούργησε τόσο μεγάλη πίεση στο αστέρι, ώστε να πυροδοτήσει μια σουπερνόβα.
Η πρώτη μεγάλη λάμψη ήρθε από την έκρηξη του σουπερνόβα, που συγκρατούσε το αέριο χαμηλής πυκνότητας γύρω από το σύστημα. Η δεύτερη κορυφή προήλθε από μια πιο αργή, πιο παρατεταμένη σύγκρουση με το πυκνό νέφος υλικού που εκτοξεύτηκε από το αστέρι κατά τα τελευταία του χρόνια. Οι παράξενες διακυμάνσεις πριν από την έκρηξη ήταν ενδεικτικές ενός συστήματος που είχε υποστεί πίεση από την παρουσία μιας μαύρης τρύπας.
Αυτό δεν είναι τόσο αδύνατο όσο ακούγεται. Μια μαύρη τρύπα έχει τόση βαρύτητα όσο ένα αστέρι συγκρίσιμης μάζας. Αν βρίσκεστε σε λογική απόσταση, όπως θα βρισκόσασταν για ένα αστέρι, τα πράγματα συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο. Βέβαια, η μαύρη τρύπα είναι πιο συμπαγής, που θα έπρεπε κάτι να πλησιάσει πιο κοντά για να δεχθείτε την τεράστια βαρυτική έλξη της.
Αποκαλύπτονται τα μυστικά των πρώιμων γαλαξιών – Τα νέα ευρήματα του τηλεσκοπίου JWST
Ο Ήλιος, για παράδειγμα, έχει διάμετρο περίπου 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Ο ορίζοντας γεγονότων μιας μαύρης τρύπας με την ίδια μάζα με τον Ήλιο έχει διάμετρο περίπου 6 χιλιόμετρα.
Έτσι, αν το αστέρι στο δυαδικό σύστημα είχε μεγαλύτερη μάζα από τη μαύρη τρύπα, τότε θα θεωρούνταν ότι το αστέρι τράβηξε την μαύρη τρύπα προς τα μέσα, προτού η εξαιρετικά κοντινή βαρύτητα της μαύρης τρύπας φέρει το αστέρι κοντά της. Υπάρχει και η πιθανότητα η μαύρη τρύπα να καταβρόχθισε εντελώς το άστρο πριν αυτό εκραγεί. Και τα δύο σενάρια παρουσιάζουν την ίδια σύγκρουση με το υλικό γύρω από το σύστημα.
Και στις δύο περιπτώσεις, το τελικό αποτέλεσμα είναι μια αρκετά μεγαλύτερη μαύρη τρύπα!
«Μπαίνουμε τώρα σε μια εποχή όπου μπορούμε να εντοπίζουμε αυτόματα αυτά τα σπάνια γεγονότα τη στιγμή που συμβαίνουν, όχι μόνο εκ των υστέρων», λέει ο Gagliano. «Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε επιτέλους να αρχίσουμε να συνδέουμε τις τελείες μεταξύ του πώς ζει ένα αστέρι και του πώς πεθαίνει, και αυτό είναι απίστευτα συναρπαστικό».
Η έρευνα πρόκειται να δημοσιευτεί στο The Astrophysical Journal, και μια προδημοσίευση είναι διαθέσιμη στο arXiv.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
