Modré záblesky smrti: Vedci konečne odhalili, čo sa skrýva za najbrutálnejšími explóziami vo vesmíre
Záhadné modré záblesky vo vesmíre mátali vedcov celé roky. Výskum z Berkeley ukazuje, že ide o extrémne javy spojené so zrodom čiernych dier alebo magnetarov.
Vesmír sa javí ako nekonečná „tichá prázdnota“, kde sa však občas rozhoria modré body, intenzívne a mimoriadne krátke. Vedci ich označujú ako LFBOTy, teda „luminous fast blue optical transients“, čo v preklade znamená rýchle modré optické prechody. Tieto úkazy svietia až desaťkrát intenzívnejšie než bežné supernovy, dosahujú teploty presahujúce 20 000 stupňov Celzia a celý jav sa odohrá za menej než sedem dní, na rozdiel od mesiacov trvania klasických hviezdnych explózií. Ich modrý odtieň v spektre prezrádza extrémne vysoké teploty a rýchlosti materiálu, čo ich jasne odlišuje od pomalých, rozvláčnych supernov, kde sa trosky rozptyľujú postupne.
V polovici tohto roka priniesli astrofyzici z Kalifornskej univerzity v Berkeley prelomový objav, ktorý doslova „vrhá svetlo“ na túto kozmickú záhadu. Ich štúdia publikovaná v časopise Astrophysical Journal Letters sa zameriava na objekt AT2023fhn, prezývaný „Stehlík“. Ide o prvý zaznamenaný LFBOT, ktorý sa objavil mimo centra svojej hostiteľskej galaxie, konkrétne v apríli 2023 na odľahlom mieste medzi dvoma galaxiami.
Tím pod vedením Raffaelly Margutti využil dáta z vesmírnych röntgenových observatórií Chandra a NICER, aby preskúmal tento výbuch aj za hranicami viditeľného svetla. Namiesto očakávaného chaotického šumu po explózii objavili niečo až neuveriteľne organizované: pravidelné pulzy opakujúce sa presne každých 15 sekúnd, akoby tlkot obrovského srdca v jadre celej tejto kataklizmy.
Vesmír je miestom neustálych záhad
Tieto kvázi-periodické oscilácie, známe ako QPO, sú v astronómii jasným signálom prítomnosti extrémne kompaktného a hustého objektu. Žiadny rozptýlený oblak plynu zo supernovy nedokáže vytvoriť takúto vysokú frekvenciu, bol by jednoducho príliš veľký a „neohrabaný“. Podľa vedcov ide o rotujúce jadro v srdci kolabujúcej hviezdy. Môže ísť buď o čerstvo zrodenú čiernu dieru, alebo o magnetar, teda neutrónovú hviezdu s magnetickým poľom miliardy až biliónykrát silnejším než má Zem.
„V momente, keď sme zachytili tieto rytmické signály, bolo zrejmé, že sa pozeráme na štruktúrovaný mechanizmus, nie na náhodný chaos,“ komentuje tím.
Tento „vnútorný motor“ sa aktivuje okamžite po kolapse, keď sa hviezda nezrúti úplne do prázdna, ale jej centrum sa stlačí do rotujúcej beštie nabitej energiou.
Neprehliadni
Mechanizmus je fascinujúci. Takzvané „dynamo jadro“ gravitáciou a rotáciou nasáva okolitý materiál zo zvyškov hviezdy a vyvrhuje ho v úzkych, vysokoenergetických prúdoch nazývaných jety, ktoré sa pohybujú takmer rýchlosťou svetla. Keď tieto jety narazia do vonkajšieho obalu, ktorý hviezda zhodila krátko pred svojou smrťou, vznikne charakteristický modrý záblesk.
Ten je oslepujúco jasný a extrémne horúci, viditeľný zo vzdialenosti miliárd svetelných rokov. Podobné jety poznáme aj z gama zábleskov (GRB), no LFBOTy sú bližšie, pomalšie a teda detailnejšie študovateľné, čo umožňuje lepšie pochopiť prepojenie medzi týmito fenoménmi.
Sme o krok bližšie k pochopeniu týchto záhadných úkazov
Prečo sa však tieto javy často odohrávajú len na perifériách galaxií, kde je hviezd pomenej? Výskumníci z Berkeley naznačujú viaceré možné scenáre, napríklad guľové hviezdokopy s intermediárnymi čiernymi dierami, ktoré natiahnu a roztrhajú hviezdu, alebo zrážky neutrónových hviezd v riedkom prostredí.
Potvrdzuje to aj nový kandidát AT2024wpp, prezývaný „Drotár“, pri ktorom sa rovnaké QPO prejavili v röntgenovom aj rádiovom spektre, čo naznačuje existenciu celej novej triedy kozmických udalostí. Tieto výbuchy odhaľujú procesy zrodu čiernych dier hviezdnej hmotnosti, ktoré dnes deteguje LIGO prostredníctvom gravitačných vĺn, aj hraničné stavy hmoty, ktoré nie je možné reprodukovať v pozemských laboratóriách.
Význam pre astronómiu je obrovský. LFBOTy totiž dopĺňajú mozaiku evolúcie hviezd a recyklácie hmoty vo vesmíre. S príchodom pokročilých teleskopov, ako je James Webb Space Telescope či nadchádzajúce Rubinovo observatórium, ich budeme pozorovať ročne v desiatkach, nie len jednotlivo. „Teraz už vieme, čo hľadať, ten kozmický pulz v röntgenových dátach,“ hovorí Margutti. „Stehlík“ tak nie je len šťastná náhoda, ale kľúč k novej ére výskumu hviezdnych smrtí. Vesmír nám opäť ukázal jeden zo svojich trikov, ako končí život obrov a rodia sa monštrá.
