"The Cow": Star Collapse kunne være første nogensinde observeret fødsel af sort hul

I juni lancerede et lysende himmelsk begivenhed et astronomiske samfund, der spændte med spænding. Den strålende anomali, der brækkede med lys 200 millioner lysår væk i en fjern dværggalakse, gjorde det helt ulig en typisk eksploderende stjerne, og forskere har stillet spørgsmålstegn ved, hvad fænomenet kunne have været siden. Nu har astronomer indset, at de fangede det nøjagtige øjeblik, en stjerne kollapsede - og måske fødslen af ​​et sort hul eller neutronstjernen - for første gang.

Den sammenfaldende stjerne, der hedder AT2018cow - eller "koen" på grund af det randomiserede trebogstavs navngivningssystem, der anvendes af Astronomer's Telegram, online-tjenesten, der først blev offentliggjort om opdagelsen - færdiggjorde det kendetegnende trin, før de udviklede sig til et kompakt objekt, som en neutronstjerne eller et sort hul. Kate Alexander, Ph.D., en NASA Einstein Fellow ved Northwestern University, fortæller Inverse at koen er "meget usædvanlig på mange måder."

"Det var utrolig lyst, og det blev lysere utrolig hurtigt - begge er svært at forklare med typiske modeller af stjernedød," siger Alexander. "Når de fleste stjerner dør, tager den resulterende supernova uger for at nå sit højeste lysstyrke. AT2018cow nåede maksimal lysstyrke på blot nogle få dage og er en af ​​de lyseste supernovaer nogensinde opdaget."

Alexander er en del af holdet, der foreslår, at "koen" var en stjernes sammenbrud. De præsenterede deres teori torsdag på det 23. møde i American Astronomical Society i Seattle, Washington, men undersøgelsen der beskriver deres forskning er endnu ikke offentliggjort.

Da AT2018cow først blev opdaget af den Hawaii-baserede ATLAS-undersøgelse, oprettede og forfattere Deanne Coppejans, Ph.D., en postdoktorale associate ved Northwestern University, op og behandlede radioobservationerne i Very Large Array-teleskopet i New Mexico.

Disse radio observationer, fortæller Coppejans Inverse, var et "vigtigt stykke af puslespillet", som AT2018cow repræsenterede. De afslørede, at hastigheden af ​​den blastbølge, Cowen lancerede i rummet, var omkring 10 procent lysets hastighed, og at densiteten af ​​omgivelserne omkring den var meget højere end set omkring typiske massive stjerner. Denne høje densitet afviste ideen om, at det var en forstyrrelse af en stjerne omkring et mellemmasse sort hul, en teori, som andre astronomer havde stillet.

"Det var utrolig spændende at arbejde på dette projekt," fortæller Coppejans Inverse. "Næsten hvert teleskop i verden, der kunne nå det, var at observere det. Men mens de fleste grupper kun havde observationer ved specifikke bølgelængder, havde vores gruppe observationer fra radio til gamma-ray bølgelængder."

Hver ny observation afslørede for holdet et andet aspekt af koen. Observationer foretaget af røntgen, radio og lys afslørede, at det er drevet af en stærk central "motor" - enten en ny neutronstjerne eller et sort hul. Denne såkaldte motor pumpede ny energi ind i eksplosionen i flere måneder. Det er ikke underligt, at dets lysstyrke var så usædvanlig i forhold til andre stjernedødsfald.

Coppejans siger, at mens videnskabsfolk ved, at eksplosioner af massive stjerner udgør neutronstjerner og sorte huller, repræsenterer AT2018cow første gang videnskabsfolk faktisk fanget processen sker.

"Normalt er der så meget materiale blæst ud i rummet ved eksplosionen, at det blokerer ud af den kompakte genstand, der er efterladt," forklarer hun. "AT2018cow var imidlertid nærliggende, lyse og udstødte meget lidt materiale, så vi kunne detektere den resterende kompakte genstand for første gang."

Og efter denne stjernedød gav forskud i databehandling og verdensomspændende teleskopundersøgelser astronomer over hele verden mulighed for at undersøge AT2018cows usædvanlige egenskaber hurtigt og detaljeret. Typisk opdages stjernernes eksplosioner, når de er flere dage gamle - men opmærksomheden omkring AT2018cow, da den blev først set, var næsten umiddelbar. Deres rige datasæt, siger Alexander, er i sidste ende det, der gjorde det muligt for holdet at "afdække AT2018cows sande unikke karakter".