"The Cow": Star Collapse zou voor het eerst kunnen worden waargenomen De geboorte van Black Hole

In juni zette een lumineus hemelleven de atmosfeer van de astronomie bruisend op gang. De briljante anomalie, barstend van licht 200 miljoen lichtjaren weg in een verre dwergsterrenstelsel, maakte het geheel anders dan een typische exploderende ster, en wetenschappers hebben zich afgevraagd wat het fenomeen sindsdien kan zijn. Nu hebben astronomen zich gerealiseerd dat ze precies het moment dat een ster instortte - en misschien de geboorte van een zwart gat of neutronenster - voor het eerst vastlegden.

De instortende ster, genaamd AT2018cow - of 'the Cow' vanwege het gerandomiseerde drieletterige naamgevingssysteem dat wordt gebruikt door Astronomer's Telegram, de online service die als eerste over de ontdekking postte - voltooide de essentiële stap voordat hij evolueerde naar een compact object, zoals een neutronenster of een zwart gat. Kate Alexander, Ph.D., een NASA Einstein Fellow aan de Northwestern University, vertelt omgekeerde dat de Koe "in veel opzichten hoogst ongebruikelijk is".

"Het was ongelofelijk helder en het werd ongelooflijk snel helder - die beide moeilijk te verklaren zijn met typische modellen van sterrendood", zegt Alexander. "Wanneer de meeste sterren afsterven, duurt het weken voordat de resulterende supernova zijn piekhelderheid heeft bereikt. AT2018 heeft de helderheid in slechts een paar dagen bereikt en is een van de helderste supernova's ooit ontdekt. ​​"

Alexander maakt deel uit van het team dat stelt dat "de koe" de instorting van een ster was. Ze presenteerden hun theorie donderdag op de 23e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle, Washington, maar de studie met hun onderzoek is nog niet gepubliceerd.

Toen AT2018cow voor het eerst werd ontdekt door de in Hawaii gebaseerde ATLAS-enquête, hebben Alexander en co-auteur Deanne Coppejans, Ph.D., een postdoctoraal medewerker aan de Northwestern University, de radiowaarnemingen opgesteld en verwerkt in de Very Large Array-telescoop in New Mexico.

Deze radiowaarnemingen, vertelt Coppejans omgekeerde, waren een "belangrijk stuk van de puzzel" dat AT2018cow vertegenwoordigde. Ze onthulden dat de snelheid van de ontploffingsgolf die de koe in de ruimte lanceerde ongeveer 10 procent van de lichtsnelheid was en dat de dichtheid van de omgeving eromheen veel hoger was dan rond de typische massieve sterren. Deze hoge dichtheid weerlegde het idee dat het een verstoring van een ster was rond een zwart gat met tussenliggende massa, een theorie die andere astronomen hadden geponeerd.

"Het was ongelooflijk spannend om aan dit project te werken", vertelt Coppejans omgekeerde. "Bijna elke telescoop ter wereld die het kon bereiken, was het observeren. Maar hoewel de meeste groepen alleen observaties hadden op specifieke golflengten, had onze groep waarnemingen van radio- naar gammastraling-golflengten."

Elke nieuwe observatie onthulde voor het team een ​​ander aspect van de koe. Waarnemingen met röntgenstraling, radio en licht onthulden dat het wordt aangedreven door een sterke centrale "motor" - ofwel een nieuwe neutronenster of een zwart gat. Deze zogenaamde motor pompte maandenlang nieuwe energie in de explosie. Het is geen wonder dat zijn helderheid zo ongebruikelijk was in vergelijking met die van andere sterfgevallen.

Coppejans zegt dat terwijl wetenschappers weten dat explosies van massieve sterren neutronensterren en zwarte gaten vormen, AT2018cow de eerste keer is dat wetenschappers eigenlijk heeft het proces vastgelegd.

"Meestal wordt er zoveel materiaal in de ruimte geblazen door de ontploffing dat het uitzicht op het achtergebleven compacte object wordt uitgesloten," legt ze uit. "AT2018cow was echter in de buurt, helder en dumpte maar heel weinig materiaal, dus we waren in staat om het overblijvende compacte object voor de eerste keer te detecteren."

En in de nasleep van deze sterfte konden astronomen over de hele wereld op een snelle en gedetailleerde manier de ongebruikelijke eigenschappen van AT2018cow bestuderen, dankzij ontwikkelingen in de gegevensverwerking en wereldwijde telescoopenquêtes. Typisch, stellaire explosies worden ontdekt als ze een paar dagen oud zijn - maar de aandacht rond AT2018 toen het voor het eerst werd opgemerkt was bijna onmiddellijk. Hun rijke dataset, zegt Alexander, is uiteindelijk wat het team heeft toegestaan ​​om "de ware uniciteit van AT2018cow te ontdekken."