Bahnbrechende Beobachtungen eines von Cornell geleiteten Teams enthüllen die hochenergetischen Flares, die immer wieder aus Sternleichen entstehen, nachdem sie explodiert sind. Dies stellt bestehende Theorien über den Tod von Sternen in Frage und verdeutlicht die Rolle, die Schwarze Löcher oder Neutronensterne bei diesem seltenen, intensiven Phänomen spielen könnten. Der explosive Tod eines fernen Sterns hinterließ eine aktive Sternleiche, von der man annimmt, dass sie die Quelle mehrerer hochenergetischer Flares ist, die über mehrere Monate hinweg entdeckt wurden.

Ein Forscherteam unter der Leitung der Cornell University berichtet in einer kürzlich in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie über dieses Phänomen, das Astronomen noch nie zuvor gesehen haben.

Diese hellen, kurzen Blitze – die nur wenige Minuten dauern und so stark sind wie die ursprüngliche Explosion 100 Tage später – treten im Zuge einer seltenen Art von Sternkatastrophe auf, nach der Forscher gesucht haben, den sogenannten leuchtenden schnellen Blaulichttransienten (LFBOTs).

Seit seiner Entdeckung im Jahr 2018 spekulieren Astronomen darüber, was solche extremen Explosionen antreiben könnte, die viel heller sind als das gewaltsame Ende, das massereiche Sterne normalerweise erleben, aber innerhalb von Tagen und nicht von Wochen abklingen. Das Team glaubt, dass diese bisher unbekannte Flare-Aktivität, die von 15 Teleskopen auf der ganzen Welt untersucht wurde, bestätigt, dass der Motor die Leiche des Sterns sein muss: ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern.

Einzigartiges astronomisches Ereignis: AT2022tsd

sagte Anna Y. Q. Ho, Assistenzprofessorin für Astronomie am College of Arts and Sciences. „Dies beendet jahrelange Debatten darüber, was solche Explosionen angetrieben hat, und offenbart eine ungewöhnlich direkte Möglichkeit, die Aktivität der Leiche eines Sterns zu untersuchen.“

Ho ist Hauptautor einer kürzlich veröffentlichten Studie, in der er zusammen mit mehr als 70 Co-Autoren dazu beigetragen hat, den LFBOT, der offiziell AT2022tsd heißt und den Spitznamen „Tasmanischer Teufel“ trägt, und den darauffolgenden Lichtimpuls zu beschreiben, der etwa 1 Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt beobachtet wird.

Im September 2022 wurden bei einer umfassenden Himmelsuntersuchung in der Zwicky Transient Facility in Kalifornien täglich 500.000 Veränderungen oder Transienten festgestellt.

Dann, im Dezember 2022, trafen sich He Jiong und seine Mitarbeiter Daniel Perley von der Liverpool John Moores University im Vereinigten Königreich und Ping Chen vom Weizmann Institute of Science in Israel während der routinemäßigen Überwachung der verblassenden Explosion, um neue Beobachtungen zu begutachten, die Chen Ping gemacht und analysiert hatte – eine Reihe von fünf Bildern, die jeweils ein paar Minuten lang waren. Das erste Bild zeigt nichts, was zu erwarten war, aber das zweite Bild findet Licht, gefolgt von einem starken hellen Fleck im mittleren Bild, der schnell verschwindet.

„Niemand wusste, was er sagen sollte“, erinnerte sich Ho. „So etwas haben wir noch nie zuvor gesehen – so schnell und so hell wie die ursprüngliche Explosion Monate später – bei keiner Supernova oder FBOT. So etwas haben wir in der Astronomie noch nie gesehen.“

Um die plötzliche Aufhellung weiter zu untersuchen, führten die Forscher gemeinsam mit Partnern Beobachtungen mit mehr als einem Dutzend anderer Teleskope durch, darunter eines mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Das Team durchforstete frühere Daten, um andere mögliche Lichtquellen auszuschließen. Ho sagte, ihre Analyse habe schlüssig bestätigt, dass es im Zeitraum von 120 Tagen mindestens 14 unregelmäßige Lichtimpulse gegeben habe, was wahrscheinlich nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtzahl darstellte.

„Das Überraschende ist, dass die Lichtquelle nicht, wie man es erwarten würde, allmählich dunkler wird, sondern kurzzeitig wieder heller wird – immer wieder und immer wieder. LFBOT ist bereits ein seltsames, bizarres Ereignis, also ist dieses noch seltsamer“, sagte sie.

Auswirkungen auf die Sternentwicklung und Kataklysmen

Welcher Prozess genau abläuft – vielleicht schleudert das Schwarze Loch Sternmaterial mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach außen – muss noch untersucht werden. Ho hofft, dass die Forschung dem seit langem verfolgten Ziel, die Eigenschaften von Sternen während ihres Lebens zu kartieren, vorankommt, um vorherzusagen, wie sie sterben und welche Arten von Leichen sie produzieren.

Im Fall von LFBOTs seien schnelle Rotation oder starke Magnetfelder wahrscheinlich Schlüsselkomponenten ihrer Emissionsmechanismen, sagte Ho. Es ist auch möglich, dass es sich gar nicht um Supernovae im herkömmlichen Sinne handelt, sondern dass sie durch die Verschmelzung eines Sterns und eines Schwarzen Lochs entstehen.

„Was wir sehen, könnte ein ganz anderer Kanal für kosmische Katastrophen sein“, sagte sie. „Diese ungewöhnliche Explosion verspricht neue Einblicke in den Lebenszyklus eines Sterns, der normalerweise nur in Schnappschüssen verschiedener Stadien – Stern, Explosion, Überrest – und nicht als Teil eines einzelnen Systems zu sehen ist. LFBOT könnte eine Gelegenheit bieten, Sterne bei ihrem Übergang in ihr ‚Leben nach dem Tod‘ zu beobachten.“

„Weil dieser ‚Körper‘ nicht nur da sitzt, sondern aktiv ist und Dinge tut, die wir erkennen können“, sagte Ho. „Wir glauben, dass diese Fackeln von einem dieser neu entstandenen Relikte stammen könnten, was uns die Möglichkeit gibt, ihre Eigenschaften bei ihrer ersten Entstehung zu untersuchen.“

Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily