Οι αστρονόμοι έχουν βρει δύο αντικείμενα που, προστίθενται σε ένα παράξενο αντικείμενο που ανακαλύφθηκε το 2018 και αποτελούν μια νέα κατηγορία κοσμικών εκρήξεων. Ο νέος τύπος έκρηξης μοιράζεται ορισμένα χαρακτηριστικά με τις εκρήξεις σουπερνόβα με τεράστια αστέρια και με τις εκρήξεις που δημιουργούν εκρήξεις ακτίνων γάμμα (GRBs), αλλά εξακολουθούν να έχουν διακριτικές διαφορές.
Η ιστορία ξεκίνησε τον Ιούνιο του 2018 όταν οι αστρονόμοι είδαν μια κοσμική έκρηξη με εκπληκτικά χαρακτηριστικά και συμπεριφορά. Το αντικείμενο, που ονομάστηκε AT2018cow ("Η αγελάδα"), επέστησε την προσοχή παγκοσμίως από τους επιστήμονες και μελετήθηκε εκτενώς. Ενώ είχε ορισμένα χαρακτηριστικά με τις εκρήξεις σουπερνόβα, διέφερε σε σημαντικές πτυχές, ιδιαίτερα στην ασυνήθιστη αρχική του φωτεινότητα και πόσο γρήγορα έλαμψε και ξεθώριασε σε λίγες μέρες.
Εν τω μεταξύ, δύο επιπλέον εκρήξεις - μία από το 2016 και μία από το 2018 - έδειξαν επίσης ασυνήθιστα χαρακτηριστικά που παρατηρήθηκαν και αναλύθηκαν. Οι δύο νέες εκρήξεις ονομάζονται CSS161010 (συντομογραφία για το CRTS CSS161010 J045834-081803), σε έναν γαλαξία περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη και ZTF18abvkwla ("The Koala"), σε έναν γαλαξία περίπου 3,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Και οι δύο ανακαλύφθηκαν από αυτοματοποιημένες έρευνες ουρανού (Catalina Real-Time Transient Survey, All-Sky Automated Survey for Supernovae και Zwicky Transient Facility) χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια ορατού φωτός για τη σάρωση μεγάλων περιοχών του ουρανού κάθε βράδυ.
Δύο ομάδες αστρονόμων παρακολούθησαν αυτές τις ανακαλύψεις παρατηρώντας τα αντικείμενα με τον Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών. Και οι δύο ομάδες χρησιμοποίησαν επίσης το Τηλεσκόπιο Giant Metrewave στην Ινδία και η ομάδα που μελετούσε το CSS161010 χρησιμοποίησε το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA. Και τα δύο αντικείμενα έδωσαν στους παρατηρητές εκπλήξεις.
Η Άννα Χο, της Caltech, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης για το ZTF18abvkwla, σημείωσε αμέσως ότι η εκπομπή ραδιοφώνου του αντικειμένου ήταν τόσο φωτεινή όσο και από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα. "Όταν μείωσα τα δεδομένα, νόμιζα ότι είχα κάνει λάθος", είπε.
Η Deanne Coppejans, του Northwestern University, ηγήθηκε της μελέτης για το CSS161010 και διαπίστωσε ότι το αντικείμενο είχε ξεκινήσει μια "απροσδόκητη" ποσότητα υλικού σε διαστρικό χώρο με περισσότερο από τη μισή ταχύτητα του φωτός. Η συν-συγγραφέας της Βορειοδυτικής Ραφαέλλα Μαργκούτι, είπε, «Χρειάστηκαν σχεδόν δύο χρόνια για να καταλάβουμε τι εξετάζαμε μόνο και μόνο επειδή ήταν τόσο ασυνήθιστο».
Και στις δύο περιπτώσεις, οι παρατηρήσεις παρακολούθησης έδειξαν ότι τα αντικείμενα μοιράστηκαν κοινά χαρακτηριστικά με το AT2018cow. Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτά τα γεγονότα, που ονομάζονται Fast Blue Optical Transients (FBOT), αντιπροσωπεύουν, μαζί με το AT2018cow, έναν τύπο αστρικής έκρηξης που διαφέρει σημαντικά από τους άλλους. Οι επιστήμονες ανέφεραν τα ευρήματά τους σε άρθρα στο Astrophysical Journal και στο Astrophysical Journal Letters .
Τα FBOT πιθανότατα ξεκινούν, ανέφεραν οι αστρονόμοι, με τον ίδιο τρόπο όπως εκρήγνυνται κάποιες σουπερνόβες και ακτίνες γάμμα - όταν ένα αστέρι πολύ πιο ογκώδες από ό, τι ο Ήλιος εκρήγνυται στο τέλος της «φυσιολογικής» ζωής του με ατομική σύντηξη. Οι διαφορές εμφανίζονται μετά την αρχική έκρηξη.
Στην «συνηθισμένη» σουπερνόβα αυτού του τύπου, που ονομάζεται σουπερνόβα πυρήνας-κατάρρευσης, η έκρηξη στέλνει ένα σφαιρικό κύμα έκρηξης υλικού στον διαστρικό χώρο. Εάν, εκτός από αυτό, ένας περιστρεφόμενος δίσκος υλικού σχηματίζεται για λίγο γύρω από το αστέρι νετρονίων ή τη μαύρη τρύπα που αφήνεται μετά την έκρηξη και ωθεί τον στενό πίδακα υλικού με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός προς τα έξω σε αντίθετες κατευθύνσεις, και αυτοί οι πίδακες μπορούν να παράγουν στενές ακτίνες γάμμα ακτίνες, προκαλώντας έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Ο περιστρεφόμενος δίσκος, που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης, και οι πίδακες που παράγει, ονομάζονται "κινητήρες" από τους αστρονόμους.
Τα FBOTs, κατέληξαν οι αστρονόμοι, έχουν επίσης έναν τέτοιο κινητήρα. Στην περίπτωσή τους, σε αντίθεση με τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα, περιβάλλεται από παχύ υλικό. Αυτό το υλικό πιθανότατα ρίχτηκε από το αστέρι λίγο πριν εκραγεί και μπορεί να το τραβήξει από ένα δυαδικό σύντροφο.
Όταν το παχύ υλικό κοντά στο αστέρι χτυπιέται από το κύμα έκρηξης, προκαλεί την έκρηξη του φωτεινού ορατού φωτός αμέσως μετά την έκρηξη που αρχικά έκανε αυτά τα αντικείμενα να φαίνονται τόσο ασυνήθιστα. Αυτή η έντονη έκρηξη είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτές τις εκρήξεις "γρήγορα μπλε οπτικά μεταβατικά" Αυτό είναι ένα από τα χαρακτηριστικά που τα διέκρινε από τα συνηθισμένα σουπερνόβα.
Καθώς το κύμα από την έκρηξη συγκρούεται με το υλικό γύρω από το αστέρι καθώς ταξιδεύει προς τα έξω, παράγει εκπομπές ραδιοφώνου. Αυτή η πολύ φωτεινή εκπομπή ήταν η σημαντική ένδειξη που απέδειξε ότι η έκρηξη τροφοδοτήθηκε από έναν κινητήρα.
Το κάλυμμα του πυκνού υλικού "σημαίνει ότι το προγονικό άστρο είναι διαφορετικό από εκείνο που οδηγεί σε εκρήξεις ακτίνων γάμμα", δήλωσε ο Χο. Οι αστρονόμοι είπαν ότι στην αγελάδα και στο CSS161010, το πυκνό υλικό περιελάμβανε υδρογόνο, κάτι που δεν είχε δει ποτέ σε εκρήξεις ακτίνων γάμμα.
Χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο WM Keck, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι τόσο το CSS 161010 όσο και το ZTF18abvkwla, όπως και η αγελάδα, βρίσκονται σε μικρούς, νάνους γαλαξίες. Ο Coppejans είπε ότι οι ιδιότητες των γαλαξιών του νάνου "θα μπορούσαν να επιτρέψουν μερικές πολύ σπάνιες εξελικτικές διαδρομές αστεριών" που οδηγούν σε αυτές τις διακριτικές εκρήξεις.
Παρόλο που ένα κοινό στοιχείο των FBOT είναι ότι και οι τρεις έχουν έναν «κεντρικό κινητήρα», οι αστρονόμοι προειδοποιούν ότι ο κινητήρας θα μπορούσε επίσης να είναι το αποτέλεσμα των αστεριών που τεμαχίζονται από μαύρες τρύπες, αν και θεωρούν ότι οι εκρήξεις τύπου σουπερνόβα είναι οι πιο πιθανές υποψήφιες .
"Οι παρατηρήσεις περισσότερων FBOT και του περιβάλλοντός τους θα απαντήσουν σε αυτήν την ερώτηση", δήλωσε ο Margutti.
Για να γίνει αυτό, οι επιστήμονες λένε ότι θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν τηλεσκόπια που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος, όπως έχουν κάνει με τα τρία πρώτα αντικείμενα. "Ενώ τα FBOT έχουν αποδειχθεί πιο σπάνια και πιο δύσκολο να βρεθούν από ό, τι ελπίζουμε ότι κάποιοι από εμάς, στο ραδιοφωνικό συγκρότημα είναι επίσης πολύ πιο φωτεινοί από ό, τι υποθέσαμε, επιτρέποντάς μας να παρέχουμε αρκετά ολοκληρωμένα δεδομένα ακόμη και για γεγονότα που είναι πολύ μακριά". είπε ο Daniel Perley,
Το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας είναι μια εγκατάσταση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το οποίο λειτουργεί βάσει συμφωνίας συνεργασίας από την Associated Universities, Inc. Η μελέτη του CSS161010 υποστηρίχθηκε εν μέρει από το Heising-Simons Foundation, τη NASA και το National Science Foundation.