W czerwcu 2018 roku teleskopy na całym świecie dostrzegły jasny, niebieski rozbłysk w odległej o 200 milionów lat świetlnych galaktyce CGCG 137-068. Rozbłyski w dalekich galaktykach nie są niczym niezwykłym – to zwykle wybuchy supernowych. Ten jednak był sto razy jaśniejszy i trwał o wiele dłużej.

Skąd się wzięła nazwa „kosmiczna krowa”?

Zarejestrowano go jako AT2018cow, więc astronomowie ze względu na trzy ostatnie litery przezwali go po prostu krową. Litery „cow” w nazwie to dzieło przypadku. Kolejne oznaczają po prostu kolejność rozbłysku zarejestrowanego w danym roku („aaa” będzie pierwszym).

Większość z takich rozbłysków jest znacznie słabsza. Tak silnych jak „krowa” zarejestrowano zaledwie kilkadziesiąt. Zjawisko sklasyfikowano jako "szybką niebieską zmienną optyczną" (fast blue optical transient, FBOT). Po raz pierwszy astronomowie mogli oglądać je „na żywo”.

Astronomowie prześcigali się w hipotezach, co mogło spowodować tak silny rozbłysk. Wśród pomysłów były narodziny czarnej dziury w wyniku wybuchu supernowej. Wymieniano też pochłonięcie gwiazdy przez czarną dziurę.

Kosmiczna krowa, która mruga

Teraz badacze z Massachussets Institute of Technology (MIT) publikują pracę, w której opisują, jak doszło do rozbłysku. Ponieważ dane z teleskopów optycznych niewiele mogły wyjaśnić, badacze postanowili przeanalizować obrazy z teleskopów obserwujących niebo w zakresie promieniowania rentgenowskiego.

Sięgnęli po dane z  Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), który pracuje na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Dzięki temu odkryli, że „krowa” mrugała. Emitowane przez nią promieniowanie rentgenowskie miało częstotliwość 225 herców, czyli rozbłyski powtarzały się co 4,4 milisekundy.

Okazało się to kluczem do wyjaśnienia zagadki. Na podstawie tej częstotliwości można było wyznaczyć rozmiar obiektu, który emitował rozbłyski. Badacze wyliczają, że nie mógł mieć średnicy większej niż tysiąc kilometrów, a masy większej niż osiemset Słońc.

Taka masa w tak niewielkiej objętości oznacza tylko jedno. Musiała być to gwiazda neutronowa lub czarna dziura – donoszą badacze na łamach czasopisma „Nature Astronomy”.

Gdy czarna dziura zjada gwiazdę od wewnątrz

Autorzy pracy sądzą, że rozbłysk AT2018cow powstał w wyniku śmierci gwiazdy, z której powstał taki masywny obiekt. Powstał jednak w jej środku, więc gwiazdę pochłaniał od wewnątrz. Dopiero ten proces uwolnił tak olbrzymią energię rozbłysku. Była to tak zwana hipernowa.

Dheeraj Pasham z MIT, główny autor pracy tłumaczy, że astronomowie nigdy jednak nie mieli okazji prześledzić, jak tak silny rozbłysk powstaje. Umożliwiła to dopiero obserwacja AT2018cow. Poznanie stojącego za tym mechanizmu pozwoli teraz astronomom śledzić powstawanie narodzin gwiazd neutronowych i czarnych dziur.

– Za każdym razem, gdy odkrywane jest nowe zjawisko, można dowiedzieć się czegoś nowego o Wszechświecie. Udało nam się pokazać, że takie zjawiska jak FBOT można szczegółowo analizować, co nie było możliwe w zakresie promieniowania widzialnego. To nowy sposób na poznawanie bardzo masywnych obiektów – czarnych dziur i gwiazd neutronowych – mówi Pasham.

Źródła: MIT, Nature Astronomy.