Ďaleko za hranicami supernovy: Výskumníci objavili nový typ fascinujúcej hviezdnej explózie

Záhadný signál z hlbín kozmu mätie vedcov. Čo sa javilo ako chyba merania, sa ukazuje ako absolútne prekvapenie v astrofyzike, ktoré by mohlo zásadne zmeniť naše chápanie hviezdnych špirál smrti, ako aj celej kozmológie.

V astrofyzike sa určité limity považujú za nemenné, a to dovtedy, keď sa vesmír odrazu „rozhodne“ ich ignorovať.

Tím astronómov pod vedením Kalifornského technologického inštitútu (Caltech) v Kalifornii teraz publikoval pozorovania, ktoré by mohli opísať práve takýto prípad.

Udalosť s označením AT2025ulz poukazuje na jav, ktorý predtým existoval len v teórii: takzvanú superkilonovu. Ide o hybridnú explóziu, ktorá kombinuje vlastnosti klasickej supernovy s vlastnosťami extrémne vzácnej kilonovy.

Príbeh tohto objavu sa začína 18. augusta 2025. Detektory gravitačných vĺn LIGO v Louisiane a Washingtone a Virgo v talianskej Pise spustili poplach.

Protirečivé a či protichodné signály spôsobujú zmätok

Detekovaný signál naznačoval zlúčenie dvoch masívnych objektov. Len o niekoľko hodín neskôr lokalizovalo zariadenie Zwicky Transient Facility (ZTF) v Palomarskom observatóriu v Kalifornii zodpovedajúci zdroj svetla vzdialený 1,3 miliardy svetelných rokov.

Spočiatku to vyzeralo ako klasická kilonova, teda zrážka dvoch neutrónových hviezd.

Objekt žiaril na červeno, čo naznačovalo vznik ťažkých prvkov, ako je zlato alebo platina, ale rýchlo vybledol.

O niekoľko dní neskôr sa obraz drasticky zmenil. Objekt sa opäť zjasnil, zmodral a vykazoval spektrálne podpisy vodíka, čo neomylne naznačovalo supernovu.

Pre mnohých pozorovateľov sa údaje nesčítavali. „Každý sa veľmi snažil to pozorovať a analyzovať, ale potom to vyzeralo skôr ako supernova a niektorí astronómovia stratili záujem,“ vysvetľuje Mansi Kasliwal, profesor astronómie na Caltechu.

Objekt sa opäť zjasnil, zmodral a vykazoval spektrálne podpisy vodíka, čo je pre supernovu nezameniteľné. Fyzikálna nemožnosť

Ich tím však vytrval, pretože údaje o gravitačných vlnách odhalili detail, ktorý by mal byť fyzikálne nemožný. Aspoň jeden z dotknutých objektov mal menšiu hmotnosť ako naše Slnko.

Neutrónové hviezdy sú extrémne husté zvyšky obrovských hviezd, ale zvyčajne majú viac ako 1,2-krát väčšiu hmotnosť ako naše Slnko. Ľahšiu neutrónovú hviezdu je ťažké vysvetliť pomocou súčasných modelov hviezdnej evolúcie.

Štúdia, publikovaná v časopise The Astrophysical Journal Letters, ponúka fascinujúce riešenie tejto záhady. Podľa štúdie sa pôvodná hviezda počas svojho kolapsu nemusela jednoducho zrútiť do jedného jadra.

Teória superkilonovy

Namiesto toho sa jadro mohlo za extrémnych podmienok rozpadnúť na dva kusy alebo sa mohol fragmentovať okolitý disk hmoty. To by vytvorilo dve nezvyčajne ľahké neutrónové hviezdy, ktoré by sa pohybovali okolo seba v rozpínajúcej sa hviezdnej obálke.

Tieto dva fragmenty sa potom krátko nato opäť zlúčili, čo spustilo kilonovové podpisy a silné gravitačné vlny. Keďže sa to však stalo v stále explodujúcej obálke materskej hviezdy, signály boli spočiatku maskované supernovou.

Ak by sa táto hypotéza potvrdila, výskumníci by nielen objavili novú triedu explózií, ale poskytli by aj dôkazy o tom, že môžu existovať neutrónové hviezdy ľahšie ako naše Slnko.

Pri interpretácii údajov sa však odporúča opatrnosť. Ako Caltech uznáva v tlačovej správe, v súčasnosti ide o pravdepodobnú hypotézu, nie definitívny dôkaz.

Autori štúdie tiež zdôrazňujú, že sú potrebné ďalšie pozorovania. Budúce udalosti tohto druhu musia byť študované rýchlejšie a presnejšie pomocou rádiového a röntgenového žiarenia, aby sa model superkilonovy nepochybne potvrdil.

Význam pre pochopenie kozmu

Tento objav opäť demonštruje dôležitosť multi-messenger astronómie. Iba kombinácia gravitačných vĺn a optických pozorovaní umožňuje dešifrovať takéto zložité procesy.

Doteraz existovala iba jedna definitívne potvrdená kilonova, udalosť GW170817 v roku 2017. AT2025ulz by teraz mohol byť prvým predstaviteľom ešte divokejšej a chaotickejšej triedy hviezdnych úmrtí.

Pre vedcov to znamená, že učebnice o hviezdnej evolúcii možno bude potrebné rozšíriť o jednu kapitolu. 

Musíme ale trpezlivo vyčkať, či budúce prieskumy oblohy odhalia viac týchto exotických hybridných výtvorov.