Nov način zaznave eksplodirajočih zvezd v daljnem vesolju
Posebna vrsta zvezdnih eksplozij ponuja nov način za raziskovanje daljnega vesolja, poroča v danes objavljenem članku v reviji Nature Astronomy mednarodna skupina raziskovalcev in raziskovalk, v kateri je tudi Andreja Gomboc iz Centra za astrofiziko in kozmologijo Univerze v Novi Gorici.
Hitri rentgenski tranzienti (angl. Fast X-ray Transients – FXT) so skrivnostni izbruhi rentgenskega sevanja iz vesolja, ki običajno trajajo nekaj minut. Da obstajajo, je znano že vrsto let.
15. marca 2024 pa je satelit Einstein Probe zaznal rentgenski izvor EP240315A, ki so ga povezali z izbruhom sevanja gama GRB240315C, ki sta ga zaznala satelit Swift in instrument Konus-Wind, ter z izvorom vidne svetlobe AT2024eju, ki so ga zaznali teleskopi ATLAS na Zemljinem površju.
Točno znana lokacija tega hitrega rentgenskega tranzienta na nebu je omogočila, da so ga astronomi in astronomke opazovali tudi s spektroskopi Zelo velikega teleskopa (Very Large Telescope – VLT) na ESO observatoriju Paranal v Čilu in teleskopom GranTeCan na kanarskem otoku La Palma.
Ugotovili so, da se je eksplozija zgodila, ko je bilo vesolje staro manj kot 10 odstotkov svoje današnje starosti, kar pomeni, da je svetloba potovala do nas 12,5 milijard let. Izračunali so, da se je v eksploziji sprostilo več energije, kot je bo Sonce oddalo v svojem celotnem, 10 milijard let trajajočem življenju.
Podobno močne eksplozije so izbruhi sevanja gama, ki so znani že več kot pol stoletja in za katere je znano, da lahko nastanejo na dva načina: ob kolapsu sredice masivne zvezde, ki porabi svoje jedrsko gorivo, ali ob zlitju dveh nevtronskih zvezd.
Avtorji in avtorice omenjenega članka so ugotovili, da so lastnosti eksplozije EP240315A skladne s tem, kar bi pričakovali za zelo oddaljene izbruhe sevanja gama. Čeprav hitri rentgenski tranzienti trajajo dlje (od nekaj sto do nekaj tisoč sekund) od izbruhov sevanja gama (ki trajajo od delčka sekunde do nekaj sto sekund) in oddajo večino energije v rentgenski svetlobi (in ne v gama svetlobi) so lahko, vsaj v nekaterih primerih, pravzaprav izbruhi sevanja gama, ki so z našimi instrumenti “videti” drugačni, ker so zelo daleč. Hitri rentgenski izbruhi lahko torej signalizirajo eksplozije zelo oddaljenih zvezd, ki so obstajale, ko je bilo vesolje še zelo mlado.
Eksplozija EP240315A je prinesla še eno presenečenje. Astronomska opazovanja so razkrila, da je okoli tega izbruha zelo malo snovi, zlasti vodika. To je še posebej zanimivo, ker je šlo vesolje v obdobju, ko se je zgodila eksplozija EP240315A, skozi obdobje reionizacije, ko je vodik v vesolju absorbiral ultravijolično svetlobo in se ioniziral. V tem primeru pa okoli 10% ultravijolične svetlobe, ustvarjene v galaksiji, v kateri se je zgodila eksplozija, uspe uiti. To je najbolj oddaljen dogodek, pri katerem so to opazili.
Eksplozija EP240315A je ena prvih, ki jih je zaznal satelit Einstein Probe. Odtlej jih je zaznal še okrog 20 podobnih.
Einstein Probe je vesoljski teleskop za rentgensko sevanje, ki so ga razvili Kitajska akademija znanosti (CAS), Evropska vesoljska agencija (ESA) in Inštitut za izvenzemeljsko fiziko Max Planck (MPE). Namenjen je odkrivanju visokoenergijskih tranzientnih in spremenljivih izvorov v vesolju. V tirnici okoli Zemlje je od januarja 2024.
Center za astrofiziko in kozmologijo Univerze v Novi Gorici je največja raziskovalna skupina na področju astrofizike v Sloveniji. Njegove raziskave se osredotočajo na visokoenergijsko astrofiziko in so tesno vpete v mednarodna sodelovanja: Polje teleskopov Čerenkova, Observatorij Pierre Auger, Observatorij Vera Rubin, ESA satelit Gaia idr.
Povezave:
Članek v Nature Astronomy
Einstein Probe
Center za astrofiziko in kozmologijo, Univerza v Novi Gorici