Wiele milionów lub miliardów lat temu ogromna gwiazda w gwiazdozbiorze Strzelca o nazwie J1808 zabrakło paliwa, zapadła się pod własnym ciężarem i eksplodowała.
Takie wybuchy są powszechne w kosmosie; naukowcy wiedzą, że są częścią procesu, który przekształca potężne słońca w pomarszczone gwiazdy neutronowe - najmniejsze i najgęstsze gwiazdy we wszechświecie. Jednak astronomowie zaintrygowali dzisiaj w J1808 to fakt, że tak jest nadal eksploduje i najwyraźniej zasypuje naszą galaktykę jednymi z najbardziej intensywnych wybuchów światła, jakie kiedykolwiek wykryto.
20 sierpnia 2019 roku specjalny teleskop obserwujący gwiazdy neutronowe na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) zarejestrował eksplozję termojądrową na J1808, która zdmuchnęła wszystkie wcześniej wykryte eksplozje. Krótka seria promieni rentgenowskich migotała przez zaledwie 20 sekund, ale uwolniła w tym czasie więcej energii niż Słońce Ziemi w ciągu 10 dni, zgodnie z wiadomością NASA. Był to najjaśniejszy błysk energii, jaki kiedykolwiek zarejestrował teleskop, który wszedł do sieci w 2017 roku.
„Wybuch był wyjątkowy” - powiedział w oświadczeniu Peter Bult, astrofizyk z NASA Goddard Space Flight Center i główny autor ostatniego badania nad eksplozją opublikowaną w The Astrophysical Journal Letters. „Widzimy dwuetapową zmianę jasności, która naszym zdaniem jest spowodowana wyrzuceniem oddzielnych warstw z powierzchni i innymi cechami, które pomogą nam rozszyfrować fizykę tych potężnych zdarzeń”.
Niestabilne partnerstwo
J1808 jest pulsarem lub gwiazdą neutronową, która obraca się niezwykle szybko i emituje silne promieniowanie elektromagnetyczne z obu swoich biegunów. Gwiazdy takie jak ten wirują tak szybko (J1808 wykonuje około 400 obrotów na sekundę), że wiązki energii na swoich biegunach wydają się pulsować jak światła stroboskopowe za każdym razem, gdy wskazują na Ziemię.
Podobnie jak czarna dziura, potężna grawitacja gwiazdy neutronowej może stale przyciągać ogromne ilości otaczającej materii, które gromadzą się w ogromnym wirującym dysku na krawędzi gwiazdy (jest to nazywane „dyskiem akrecyjnym”). Według autorów nowego badania, wydaje się, że J1808 długo ssał gazowy wodór z tajemniczego ciała niebieskiego, z którym dzieli binarną orbitę. Ten obiekt, większy niż planeta, ale mniejszy od gwiazdy, zyskuje niepochlebny kosmologiczny tytuł „brązowy karzeł”.
Jak napisali naukowcy, ogromna eksplozja zaobserwowana 20 sierpnia wydaje się być wynikiem długiej, jednostronnej relacji między J1808 a jego brązowym partnerem. Wydaje się, że gwiazda neutronowa wysysała tyle wodoru od swojego sąsiada w ciągu ostatnich kilku lat, że gaz stał się superhot, superdennym „morzem”, które zaczęło opadać do wewnątrz i pokrywać powierzchnię gwiazdy. Ciepło gwiazdy rozgrzało morze tak bardzo, że zaczęła zachodzić reakcja jądrowa, powodująca stopienie się jąder wodoru z jądrem helu. Z czasem ten nowo utworzony hel wytworzył drugą warstwę gazu wokół powierzchni gwiazdy o głębokości kilku metrów, napisali naukowcy.
„Gdy warstwa helu osiągnie kilka metrów głębokości, warunki pozwalają na stopienie się jąder helu w węgiel” - powiedział w oświadczeniu współautor badania Zaven Arzoumanian, również z NASA. „Następnie hel wybucha wybuchowo i uwalnia termojądrową kulę ognia na całej powierzchni pulsara”.
Naukowcy uważają, że eksplozja 20 sierpnia miała miejsce, gdy taka kula ognia zdmuchnęła zarówno wodór, jak i hel, otaczając gwiazdę w krótkim odstępie czasu, powodując podwójny błysk intensywnie jasnej energii promieniowania rentgenowskiego w przestrzeń. (J1808 i jego partner znajdują się około 11 000 lat świetlnych od Ziemi, która jest dość blisko, kosmicznie rzecz biorąc).
Ta interpretacja wybuchu jest zgodna z obserwacjami ISS, ale pomija jeden ważny szczegół. Po dwóch pierwszych skokach energii promieniowania rentgenowskiego pulsar uwolnił trzeci, nieco słabszy podmuch, który był o około 20% jaśniejszy niż normalny migotanie gwiazdy. Naukowcy powiedzieli, że nie jest jasne, jaki mechanizm wywołał ten końcowy podmuch energii.
