Μια πρωτοπόρα ερευνητική ομάδα από το Caltech φαίνεται να έχει ανακαλύψει την πρώτη superkilonova στην ιστορία, ένα κοσμικό φαινόμενο που μέχρι σήμερα παρέμενε στον τομέα της θεωρίας. Αυτή η μοναδική εκρηκτική διαδικασία περιλαμβάνει έναν αστέρα που εκρήγνυται δύο φορές, με δύο διαφορετικούς, αλλά εξ equally βίαιους, τρόπους.
Η ανάλυση της ομάδας ξεκίνησε από μια σειρά παρατηρήσεων που σχετίζονται με ένα βαρυτικό κύμα, το οποίο ανιχνεύθηκε νωρίτερα το 2025 και παρείχε στοιχεία για μια σουπερνόβα ακολουθούμενη από μια κιλονόβα.
Κάθε σουπερνόβα εκδηλώνεται όταν ένα ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι με μάζα μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου καταρρέει λόγω της ίδιας της βαρύτητάς του, προκαλώντας την εκρηκτική του αποσύνθεση και αφήνοντας πίσω του ένα αστέρι νετρονίων. Αντίθετα, οι κιλονόβες προκύπτουν από τις βίαιες συγχωνεύσεις δύο αστέρων νετρονίων, συχνά μέσα σε δυαδικά συστήματα, στέλνοντας βαρυτικά κύματα στον χωροχρόνο και διαταράσσοντας την υφή του σύμπαντος.
Στις 18 Αυγούστου, η συνεργασία LIGO-Virgo-KAGRA ανίχνευσε ισχυρές ρυπές βαρυτικών κυμάτων, γεγονός που οδήγησε τους αστρονόμους να ερευνήσουν σχολαστικά αυτά τα κύματα προκειμένου να εντοπίσουν την κοσμική τους προέλευση.
Μέσα σε λίγες ώρες, οι αστρονόμοι πήραν τη δραστική πρωτοβουλία να ελέγξουν τον ουρανό για την ακριβή πηγή του βαρυτικού κύματος και εντόπισαν ένα ενδιαφέρον και ταχέως εξασθενημένο αντικείμενο 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Το συμβάν ονομάστηκε AT2025ulz και, μετά από εις βάθος μελέτη, παρουσίασε αναλογίες με ένα επιβεβαιωμένο κιλονόβα του 2017, το GW170817. Αυτή η ανακάλυψη σήμανε μια επανάσταση στην αστρονομία, καθώς οι επιστήμονες ήταν σε θέση να προσδιορίσουν για πρώτη φορά την προέλευση των βαρυτικών κυμάτων.
Και στις δύο περιπτώσεις, οι λαμπερές εκπομπές από την τοποθεσία του AT2025ulz παρουσίαζαν κόκκινες αποχρώσεις λόγω της δημιουργίας βαρέων στοιχείων, όπως ο χρυσός, υποδεικνύοντας την παρουσία βίαιης κοσμικής σύγκρουσης. Όμως, η νέα αυτή ανακάλυψη παρουσιάζει ένα πολύ ιδιαίτερο φαινόμενο: μετά από μερικές ημέρες που η αρχική κόκκινη λάμψη εξασθένισε, το AT2025ulz φωτίστηκε για δεύτερη φορά με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Η επακόλουθη λάμψη αποκάλυψε την παρουσία υδρογόνου, ένα φαινόμενο που συναντάμε σε περιστατικά σουπερνόβας, όχι σε κιλονόβες.
Αναρωτιέται κάποιος: τι είναι το AT2025ulz; Είναι ένα συμβάν σουπερνόβας ή και κιλονόβας; Οι επιστήμονες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι είναι και τα δύο, δηλαδή μια superkilonova — και αυτό είναι το πρώτο δείγμα αυτής της διαδικασίας που καταγράφηκε ποτέ.
Προηγούμενες μελέτες έχουν υποστηρίξει την πιθανότητα οι σουπερνόβες, σε εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις, να παράγουν δύο αστέρες νετρονίων από τον ταχέως περιστρεφόμενο δίσκο των συντριμμιών τους. Αν αυτοί οι δύο συγκρουστούν άμεσα, μπορεί να παράξουν το σήμα βαρυτικού κύματος ενός κιλονόβα.
Ο Brian Metzger, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Columbia και συν-συγγραφέας της νέας μελέτης, τόνισε πως η έκρηξη συνέβη «εντός του εκρηκτικού αστέρα, επομένως οποιοδήποτε σήμα κιλονόβα καταστέλλεται από την πολύ μεγαλύτερη μάζα που εκτοξεύεται από το εκρηκτικό άστρο».
Σύμφωνα με τα δεδομένα που βρέθηκαν, ένα από τα δύο συγκρουόμενα αντικείμενα που οδήγησαν στην κιλονόβα, είχε εκπληκτικά μικρή μάζα. Ο David Reitze, φυσικός laser στο LIGO και συν-συγγραφέας της μελέτης, αναφέρει: «τουλάχιστον ένα από τα συγκρουόμενα αντικείμενα έχει μικρότερη μάζα από ένα τυπικό αστέρι νετρονίων».
Στην πραγματικότητα, αυτό το συμβάν εγείρει ερωτηματικά στο πεδίο της αστρικής εξέλιξης, καθώς οι μηχανισμοί σχηματισμού των υποαστρικών αστέρων νετρονίων παραμένουν μέχρι σήμερα αινιγματικοί. Οι αστέρες νετρονίων θεωρούνται ότι έχουν ένα μέγιστο όριο μεγέθους, το οποίο κυμαίνεται γενικά μεταξύ 2,2 και 3 ηλιακών μαζών, αν και θεωρητικά μπορούν να φτάσουν μέχρι και 0.1 ηλιακές μάζες.
Οι ερευνητές προτείνουν δύο πιθανούς μηχανισμούς σχηματισμού υποαστρικών αστέρων νετρονίων μέσω των σουπερνόβων. Ο πρώτος αφορά τη σχάση ενός ταχέως περιστρεφόμενου τεράστιου άστρου που φέρνει στο φως δύο αστέρες νετρονίων, ενώ ο δεύτερος προϋποθέτει την κατακερμάτιση του υλικού ενός γιγαντιαίου άστρου σε ένα δίσκο αερίου που οδηγεί στη δημιουργία μικρότερων αστέρων νετρονίων.
Η Ρωσία αναπτύσσει όπλο κατά των δορυφόρων Starlink;
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, αν το δεύτερο σενάριο επικράτησε, τότε ένα γιγαντιαίο και γρήγορα περιστρεφόμενο άστρο, με μάζα μεγαλύτερη από 20 ηλιακές μάζες, θα μπορούσε να καταρρεύσει σχηματίζοντας έναν πολύ μεγάλο δίσκο αερίου. Σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, ο δίσκος αυτός μπορεί να καταρρεύσει και να σχηματίσει μια ομάδα από μικρότερες συστάδες, οι οποίες ακολούθως θα μετατραπούν σε αστέρες νετρονίων.
Αυτή η διαδικασία μοιάζει με τον σχηματισμό πλανητών από τους πρωτοπλανητικούς δίσκους που περιβάλλουν τα νεογέννητα αστέρια. Σε αυτό το ιδιαίτερο συμβάν, η δημιουργία δύο αστέρων νετρονίων κρίνεται ως κομβική, καθώς η σύγκρουσή τους επηρεάζει την υπόσταση του σύμπαντος.
Η ανακάλυψη αυτή μας θυμίζει τη διαρκώς Ευφάνταστη φύση του σύμπαντος, καθώς με τις νέες αναλύσεις αυτής της superkilonova, οι ερευνητές ελπίζουν να αποκτήσουν περισσότερη γνώση για το μυστήριο του κόσμου μας.
Η επιβεβαίωση αυτής της superkilonova από ανεξάρτητους φορείς απαιτεί περαιτέρω ερευνητική εργασία, ενώ είναι κρίσιμο να ξεκινήσει εκτενή ανάλυση για παρόμοια φαινόμενα που μπορεί να έχουν διαφύγει της προσοχής μας στο παρελθόν.
«Τα μελλοντικά συμβάντα κιλονόβα μπορεί να διαφέρουν από το GW170817 και να ερμηνευθούν λανθασμένα ως σουπερνόβες», σήμαινε ο Mansi Kasliwal, αστρονόμος στο Caltech και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Η έρευνα αυτή δημοσιεύεται στην έγκριτη The Astrophysical Journal Letters.
