W 1979 r. Astronom-amator Gus Johnson odkrył supernową około 50 milionów lat świetlnych od Ziemi, gdy zapadła się gwiazda o masie około 20 razy większej od naszego Słońca. Od tego czasu astronomowie obserwują SN 1979C, zlokalizowany w M 100 w gromadzie Panny. Dzięki obserwacjom z teleskopu Chandra emisje rentgenowskie z obiektu doprowadziły astronomów do przekonania, że pozostałość po supernowej stała się czarną dziurą. Jeśli tak, byłaby to najmłodsza czarna dziura, o której wiadomo, że istnieje w naszym pobliskim kosmicznym sąsiedztwie i zapewni astronomom bezprecedensową okazję do obserwowania, jak tego typu obiekty rozwijają się od niemowlęctwa.
„Jeśli nasza interpretacja jest poprawna, jest to najbliższy przykład, w którym zaobserwowano narodziny czarnej dziury”, powiedział astronom Daniel Patnaude podczas briefingu prasowego NASA w poniedziałek. Patnaude pochodzi z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i jest głównym autorem nowego artykułu.
SN 1970C należy do rodzaju wybuchów supernowych zwanych liniowymi lub supernowymi typu II, które stanowią około 6% znanych wybuchów gwiezdnych. Chociaż wiele nowych czarnych dziur w odległym wszechświecie zostało wcześniej wykrytych w postaci rozbłysków gamma (GRB), SN 1979C jest inny, ponieważ jest znacznie bliżej, a supernowe zapadania się rdzenia raczej nie są powiązane z GRB. Teorie mówią, że większość czarnych dziur powinna powstać, gdy rdzeń gwiazdy zapadnie się i wybuch gamma nie zostanie wytworzony, ale może to być pierwszy raz, gdy zaobserwowano tę metodę tworzenia czarnej dziury.
Dyskutowano o tym, jaki rozmiar gwiazdy stworzy czarną dziurę, jaki rozmiar stworzy gwiazdę neutronową. Rozmiar masy 20 Słońca znajduje się na granicy między nimi, więc astronomowie nie są całkowicie pewni, czy jest to czarna dziura czy gwiazda neutronowa. Ale ponieważ emisje rentgenowskie z tego obiektu były stabilne w ciągu ostatnich 31 lat, astronomowie uważają, że jest to czarna dziura, ponieważ wraz z ochłodzeniem gwiazdy neutronowej emisje rentgenowskie zanikają.
Ta animacja pokazuje, jak mogła powstać czarna dziura w SN 1979C. Pokazano upadek masywnej gwiazdy po wyczerpaniu jej paliwa. Następnie pokazywany jest błysk światła z szoku przebijającego się przez powierzchnię gwiazdy, a następnie potężna eksplozja supernowej. Widok następnie powiększa się do środka wybuchu: Kredyty: NASA / CXC / A.Hobart
Jednak, jako zastrzeżenie, współautor Avi Loeb, powiedział, że naprawdę zajmuje dużo dłużej niż 31 lat, aby zobaczyć duże zmiany, ale powiedział, że fakt, że oświetlenie było stałe, świadczy o czarnej dziurze.
Chociaż dowody wskazują na nowo utworzoną czarną dziurę, istnieje kilka innych możliwości tego, czym może być. Niektórzy sugerują, że obiekt może być magnetarem lub falą podmuchową, ale dowody wskazują, że te dwie opcje nie są bardzo prawdopodobne.
Inną intrygującą możliwością jest to, że młoda, szybko wirująca gwiazda neutronowa z silnym wiatrem cząstek o wysokiej energii może być odpowiedzialna za emisję promieniowania rentgenowskiego. Czyni to obiekt z SN 1979C najmłodszym i najjaśniejszym przykładem takiej „pulsacyjnej mgławicy wiatrowej” i najmłodszej znanej gwiazdy neutronowej. Pulsar Krab, najbardziej znany przykład jasnej mgławicy wiatr pulsar, ma około 950 lat.
„Jestem podekscytowany tym odkryciem, niezależnie od tego, czy okaże się czarną dziurą, czy mgławicą pulsarową” - powiedział astrofizyk Alex Fillipenko, który uczestniczył w odprawie. „Mgławica wiatru pulsarowego byłaby interesująca, ponieważ byłaby to najmłodsza znana w tej kategorii”.
„To, co jest naprawdę ekscytujące, to fakt, że po raz pierwszy znamy dokładną datę urodzenia tego obiektu” - powiedział Kim Weaver, astroficyk z Goddard Space Flight Center, „Wiemy, że jest bardzo młody i chcemy obserwować, jak rozwija się system i zmienia się, gdy wyrasta na dziecko i staje się nastolatkiem. Co ważniejsze, będziemy w stanie zrozumieć fizykę. To historia nauki w akcji ”.
Wiek możliwej czarnej dziury jest oczywiście oparty na naszym punkcie obserwacyjnym. Ponieważ galaktyka znajduje się w odległości 50 milionów lat świetlnych, supernowa pojawiła się 50 milionów lat temu. Ale dla nas wybuch miał miejsce zaledwie 31 lat temu.
Przeczytaj artykuł zespołu: Dowody na obecność pozostałości po czarnej dziurze w supernowej typu IIL 1979C
Autorzy: D.J. Patnaude, A. Loeb, C. Jones.
Źródło: briefing NASA TV, NASA
