„Krowa” była eksplozją na tyle wyjątkową, że dopiero później odkryto kolejne eksplozje o podobnym profilu. Z czasem otrzymały one nawet własną klasę w klasyfikacji kosmicznych wybuchów. Tego typu eksplozje ochrzczono nazwą FBOT (ang. Fast Blue Optical Transient). Nie zmienia to jednak faktu, że aż do teraz tajemnicą było, co mogło być przyczyną „Krowy”. No właśnie – aż do teraz.
Dwie teorie
Gdy zastanawiano się nad tym, co mogło spowodować tak potężną eksplozję jak „Krowa”, podawano kilka hipotez. Pierwsza z najpopularniejszych zakładała, iż eksplozja była rozbłyskiem wygenerowanym, gdy czarna dziura pożerała inny gęsty obiekt – na przykład białego karła – lub, gdy czarna dziura o masie większej niż 850 mas Słońca zdzierała materię z przelatującej gwiazdy. Drugą opcją było to, iż „Krowa” była typem supernowej, w której jądro gwiazdy, nie wspierane już przez zewnętrzne ciśnienie syntezy jądrowej, zapadło się pod wpływem własnej grawitacji w bardzo gęsty obiekt.
Najpewniej najlepszym sposobem na ustalenie tego, który z tych scenariuszy jest bardziej prawdopodobny, wydawało się przeanalizowanie danym rentgenowskim zebranym na temat wydarzenia. Właśnie tego dokonali badacze, których praca naukowa ukazała się dopiero co na łamach Nature Astronomy.
„Sygnał był bliski i jasny w zakresie promieni rentgenowskich, co zwróciło moją uwagę”, powiedział Dheeraj R. Pasham, główny autor pracy z Nature Astronomy. „Pierwszą rzeczą, która przyszła mi do głowy było to, że jest to jakieś naprawdę energetyczne zjawisko generujące promieniowanie rentgenowskie. Chciałem więc przetestować ideę, że w jądrze Krowy znajduje się czarna dziura lub inny zwarty obiekt.”
Klucz do uzyskania odpowiedzi
Uczeni w ramach swoich wysiłków przeanalizowali dane pochodzące z teleskopu NICER (ang. Neutron star Interior Composition Explorer) zlokalizowanego na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Po wykryciu „Krowy” NICER obserwował ją przez jakieś 60 dni, aby zebrać informacje dotyczące jej zachowania po minięciu etapu nowej.
Za sprawą tych danych naukowcy odkryli, że coś wewnątrz krowy pulsowało, w zakresie tak zwanego miękkiego promieniowania rentgenowskiego (długość fali od 0,1 do 10 nm), emitując impuls co 4,4 milisekundy przez cały 60-dniowy okres obserwacji. Ta okresowość wskazywała na to, że średnica obiektu generującego impulsy nie może przekraczać 1000 kilometrów.
„Jedyną rzeczą, która może być tak mała, jest zwarty obiekt – albo gwiazda neutronowa albo czarna dziura.”, wyjaśnił Pasham.
Siła sygnału wskazała z kolei na masę obiektu. Ta nie może być większa niż 800 mas Słońca. Oznacza to, bliższa rzeczywistości zdaje się być druga z hipotez dotycząca przyczyny eksplozji – wskazująca na zapadnięcie się jądra gwiazdy.
Gwiazda neutronowa czy czarna dziura?
Okresowe pulsacje mogą być dziełem różnych mechanizmów – w zależności od tego, czym jest zwarty obiekt. Jeżeli jest gwiazdą neutronową, 4,4 milisekundy mogą być czasem, jaki ta potrzebuje na wykonanie pełnego obrotu wokół własnej osi. Jeśli jest nowo narodzoną czarną dziurą, emisja mogła być efektem opadania na nią materii rozrzuconej dookoła przez supernową.
W tym momencie naukowcy nie są w stanie dojść do tego, czy wewnątrz „Krowy” powstała czarna dziura, czy też gwiazda neutronowa. Niemniej, być może przyszłe badania nad nią samą oraz innymi FBOTami pomogą tę zagadkę rozwiązać. Przynajmniej wiemy już, że eksplozja zarejestrowana w czerwcu 2018 roku najpewniej była efektem zapadnięcia się jądra gwiazdy.
Źródło: MIT, fot. tyt. National Astronomical Observatory of Japan