Umierająca gwiazda doprowadziła do rozwikłania wieloletniej zagadki

Odpowiednio masywne gwiazdy mogą zakończyć swój żywot eksplodując w formie supernowej. Takie wydarzenia są naprawdę energetyczne i w krótkim czasie emitują więcej energii, niż nasze Słońce wytworzy na przestrzeni miliardów lat całego swojego istnienia. Ale przy okazji prowadzi to do wystąpienia pewnego zagadkowego mechanizmu, który astronomowie próbowali od dawna rozpracować.

Czytaj też: Co tam się wydarzyło? Eksplodująca gwiazda kompletnie zaskoczyła

Taka sztuka udała się przedstawicielom Northwestern University, którzy doszli do wniosku, że w wyniku nieudanych rozbłysków gamma może dochodzić do powstawania szybkich rozbłysków rentgenowskich. Te emisje promieniowania rentgenowskiego stanowiły główny obiekt zainteresowania autorów publikacji mającej obecnie formę preprintu i przeznaczonej do publikacji na łamach The Astrophysical Journal Letters. 

Pierwsze detekcje tych tajemniczych sygnałów miały miejsce już w latach 70. ubiegłego wieku, dlatego bez wątpienia mówimy o dobrze znanym fenomenie – lecz słabo rozpracowanym. Mówimy o błyskach o wyjątkowo rozległym czasie trwania, liczonym od skali sekundowej, aż po godzinową. Wielką niewiadomą w tej sprawie pozostawała geneza tych sygnałów.

Gwiazda eksplodująca w formie supernowej okazała się kluczem do wyjaśnienia, w jakich okolicznościach powstają szybkie rozbłyski rentgenowskie

Teraz astronomowie ogłosili, że udało im się poznać sekret szybkich rozbłysków rentgenowskich. Do ich powstawania przyczyniają się dżety wystrzeliwane w sytuacji, gdy jądro umierającej gwiazdy zapada się pod jej własnym ciężarem grawitacyjnym. Gdy owe strumienie przebiją się przez zewnętrzne warstwy gwiazdy, trafiają w przestrzeń międzygwiazdową, zapoczątkowując rozbłyski gamma. 

Ale w oparciu o wydarzenia zarejestrowane na początku tego roku, 8 stycznia, naukowcy zyskali możliwość rozwikłania zagadki szybkich rozbłysków rentgenowskich. Jak się okazało, do ich powstawania prowadzą nieudane rozbłyski gamma. Uwiecznienie takiego zjawiska nastąpiło przy udziale teleskopu Einstein Probe, który uwiecznił szybki rozbłysk rentgenowski z odległości 2,8 miliarda lat świetlnych. 

Czytaj też: Czy jesteśmy sami we wszechświecie? Nowe odkrycie sugeruje, że materiały do życia są wszędzie

Sygnał nazwano EP 250108a, a zorganizowane śledztwo ujawniło jego powiązania z supernową znaną jako SN 2025kg. Ta okazała się wyjątkowo rzadkim rodzajem takiej aktywności, opisywanym jako supernowa typu Ic-BL. Jej wystąpienie wiąże się ze śmiercią gwiazdy o masie o 15 do 30 razy wyższej od Słońca. Wystrzelone strumienie materii poruszały się tam z prędkością niemal 19 000 kilometrów na sekundę. Zwykle są to środowiska sprzyjające powstawaniu rozbłysków gamma, dlatego badacze mieli idealną okazję do przekonania się, co wydarzy się później.

Jak wykazali, zamiast przebijać się przez warstwy wyrzuconej materii gwiezdnej, powstałe dżety zostały uwięzione pod zewnętrzną warstwą umierającej gwiazdy. Doprowadziło to do wystąpienia wstrząsów i wzrostu temperatury, ale bez wytworzenia rozbłysków gamma. Przy okazji stało się jasne, że szanse na ich wystąpienie są niższe od szans na niepowodzenie całego procesu. I choć wiadomo już, że może to prowadzić do występowania szybkich rozbłysków rentgenowskich, to wciąż nie jest jasne, co dokładnie sprawia, iż dana gwiazda wytwarza je zamiast rozbłysków gamma.