Κοσμική έκρηξη ίση με δισεκατομμύρια ήλιους πέρασε… απαρατήρητη – Τι είναι τα «ορφανά μεταλάμψια» και γιατί είναι σημαντικά

Μια κοσμική έκρηξη με ενέργεια ισοδύναμη με την εκπομπή ενός δισεκατομμυρίου ήλιων πέρασε απαρατήρητη από τους αστρονόμους — μέχρι τη στιγμή που εντόπισαν την «ηχώ» αυτής της λεγόμενης έκρηξης ακτίνων γάμμα.

Παρά τις τεράστιες τεχνολογικές προόδους στην αστρονομία και την ύπαρξη διαστημικών τηλεσκοπίων που μπορούν να εντοπίσουν αντικείμενα ηλικίας έως και 13,3 δισεκατομμυρίων ετών, φαίνεται απίθανο ότι κάποιες από τις πιο ισχυρές εκρήξεις του σύμπαντος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσαν να μας διαφύγουν. Ωστόσο, αυτό συμβαίνει συχνά — όπως και στην περίπτωση των εκρήξεων ακτίνων γάμμα (GRBs), που προκαλούνται όταν τεράστια άστρα καταρρέουν σε σουπερνόβα και γεννούν μαύρες τρύπες.

Παρότι οι GRBs διαθέτουν τεράστια ποσά ενέργειας, μπορούν να παρατηρηθούν μόνο όταν οι ακτίνες τους κατευθύνονται προς τη Γη. Ακόμη κι όταν αυτό δεν συμβαίνει, οι αστρονόμοι μπορούν να ανιχνεύσουν το «ηχώ» τους, δηλαδή την αντανάκλαση της έκρηξης στο αέριο και τη σκόνη που την περιβάλλει. Η ανίχνευση του ραδιοσήματος ASKAP J005512-255834, μέσω του ραδιοτηλεσκοπίου Australian SKA Pathfinder (ASKAP) στη Δυτική Αυστραλία, αποτελεί την πιο πειστική επιβεβαίωση ενός τέτοιου εκρηκτικού ηχώ μέχρι σήμερα.

«Οι GRBs είναι ισχυρές εκρήξεις ενέργειας που ακολουθούν τη γέννηση μιας μαύρης τρύπας ύστερα από την κατάρρευση ενός άστρου ή τη συγχώνευση συμπαγών αντικειμένων», εξηγεί στο Space.com η Ashna Gulati του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ. «Όταν οι πίδακες αυτοί αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους, επιβραδύνονται και γίνονται σφαιρικοί. Αν ένας πίδακας δεν κατευθύνεται προς εμάς, δεν βλέπουμε την αρχική έκρηξη, αλλά μπορούμε να εντοπίσουμε το φθίνον φως της — αυτό που αποκαλείται ορφανό μεταλάμψιο».

Τα ορφανά αυτά μεταλάμψια είχαν προβλεφθεί εδώ και δεκαετίες, αλλά παρέμεναν άπιαστα, καθώς δεν συνοδεύονται από την αρχική, έντονη ακτινοβολία που θα πρόδιδε την ύπαρξή τους.

«Πρόκειται για το πιο πειστικό παράδειγμα ‘ορφανού μεταλάμψιου’ μέχρι σήμερα και μόλις το δεύτερο που έχει εντοπιστεί», προσθέτει η Gulati. «Είναι σαν ένα ηχώ — δεν καταγράψαμε την αρχική έκρηξη, αλλά είδαμε την αλληλεπίδρασή της με το περιβάλλον. Η αρχική GRB χάθηκε επειδή ο πίδακας δεν ήταν στραμμένος προς εμάς και επειδή οι πίδακες αυτοί είναι πολύ στενοί».

Κοσμική ανίχνευση

Η ομάδα αναγνώρισε το ASKAP J005512-255834 ως ορφανό μεταλάμψιο συγκρίνοντας τη φωτεινότητα, την ενέργεια και την ταχύτητά του με γνωστά εκρηκτικά φαινόμενα, όπως GRBs, σουπερνόβα και γεγονότα διαρπαγής παλιρροϊκών δυνάμεων (TDEs), όπου οι μαύρες τρύπες καταστρέφουν άστρα.

Αυτό που ξεχώρισε ήταν ότι το ASKAP J005512-255834 παρουσίασε ραγδαία αύξηση φωτεινότητας μέσα σε λίγες εβδομάδες και συνέχισε να εκπέμπει ραδιοκύματα για περισσότερες από 1.000 ημέρες, καθώς σταδιακά εξασθενούσε. Η συμπεριφορά αυτή το διαφοροποιεί, καθώς οι περισσότερες ραδιοεκρήξεις εξελίσσονται ταχύτερα ή εμφανίζουν επαναλαμβανόμενες λάμψεις. Αυτή, αντίθετα, έμοιαζε με το ηχώ μιας μοναδικής, εξαιρετικά ισχυρής έκρηξης.

Οι επιστήμονες εντόπισαν την προέλευση του φαινομένου σε έναν μικρό, φωτεινό γαλαξία περίπου 1,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Ο γαλαξίας αυτός έχει ακανόνιστη δομή και βρίσκεται σε φάση έντονης δημιουργίας άστρων. Η έκρηξη δεν σημειώθηκε στο κέντρο του, αλλά σε μια πυκνή, περιφερειακή περιοχή σχηματισμού άστρων, πιθανότατα σε ένα σμήνος. Το γεγονός αυτό οδήγησε τους ερευνητές να αποκλείσουν το ενδεχόμενο να πρόκειται για διαρπαγή άστρου από υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.

«Το σημείο προέλευσης αυτής της GRB βρίσκεται σε έναν χαοτικό γαλαξία, πιθανότατα σε μια περιοχή με έντονη αστρογένεση», ανέφερε η Gulati. «Δεν βρίσκεται στο κέντρο, όπου υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, και το πιθανό σμήνος άστρων εκεί δεν έχει τη μάζα που θα απαιτούνταν για να φιλοξενήσει μία».

Υπάρχει πάντως η πιθανότητα το αρχικό γεγονός να προήλθε από την καταστροφή ενός άστρου από μια ενδιάμεσης μάζας μαύρη τρύπα — ένα σπάνιο είδος μαύρης τρύπας με μάζα μεταξύ των υπερμεγεθών που κυριαρχούν στους γαλαξίες και των μικρότερων που σχηματίζονται από σουπερνόβα.

Όποια κι αν είναι η αιτία αυτού του ορφανού μεταλάμψιου, η ανακάλυψη προσφέρει στους αστρονόμους ένα πολύτιμο πρότυπο για τον εντοπισμό παρόμοιων «ηχώ» υψηλής ενέργειας στο μέλλον.

«Τώρα διαθέτουμε ένα καλά μελετημένο αντικείμενο που μας επιτρέπει να γνωρίζουμε τι να αναζητούμε όταν εμφανιστεί κάτι παρόμοιο», κατέληξε η Gulati.

Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύθηκε την Τρίτη 17 Μαρτίου στο περιοδικό The Astrophysical Journal.