Największa zaobserwowana eksplozja kosmiczna
Grupa astronomów z Uniwersytetu Warszawskiego uczestniczyła w odkryciu największej kosmicznej eksplozji, jaką kiedykolwiek zarejestrowano. Międzynarodowy zespół pod przewodnictwem dr. Philipa Wisemana z Uniwersytetu Southampton odkrył zjawisko około dziesięć razy jaśniejsze niż najjaśniejsza supernowa i około trzy razy jaśniejsze niż najjaśniejsze zaobserwowane rozerwanie gwiazdy przez supermasywną czarną dziurę.
![](/wp-content/uploads/2023/05/J1820-1024x724.png)
Wizja artystyczna akrecji materii na czarną dziurę. Credit John A. Paice.
Obecnie zjawisko to, wybuch AT 2021lwx, trwa już ponad trzy lata i nadal jest obserwowane przez sieć naziemnych i kosmicznych teleskopów. Dla porównania – większość supernowych jest widoczna zaledwie przez kilka miesięcy. Odległość do tego wyjątkowego obiektu wynosi około osiem miliardów lat świetlnych, co oznacza, że do zdarzenia doszło gdy Wszechświat był o połowę młodszy.
Astronomowie z zespołu uważają, że obserwowane pojaśnienie jest związane z pochłonięciem przez supermasywną czarną dziurę masywnej chmury gazu (tysiące razy cięższej niż Słońce). Część tej materii została rozrzucona wywołując fale uderzeniowe w dużym pyłowym torusie powstałym wokół czarnej dziury, reszta jest pochłaniana przez czarną dziurę.
Takie zjawiska zachodzą niezwykle rzadko, a zdarzenie na tak dużą skalę zarejestrowano po raz pierwszy. W ostatnim roku astronomowie odkryli najjaśniejszą eksplozję supernowej, której towarzyszył błysk propmieniowania gamma GRB 221009A. Jednak całkowita energia wyemitowana w przypadku AT 2021lwx jest większa a zjawisko wciąż trwa.
Pierwsze pomiary jasności AT 2021lwx zostały wykonane w 2020 roku przez zlokalizowany w Kaliforni 1.2-m teleskop Samuel Oschin działający w ramach przeglądu nieba Zwicky Transient Facility (ZTF), a następnie przez sieć mniejszych teleskopów projektu Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) na Hawajach. Są to projekty monitorujące niebo niemal każdej nocy, a ich celem jest odkrywanie obiektów nagle pojawiających się na niebie, takich jak supernowe, asteroidy czy komety.
Obiekt zwrócił szczególną uwagę astronomów ze względu na kilkumiesięczny monotoniczny wzrost jasności – typowe supernowe osiągają maksimum jasności w ciągu około dwóch tygodni. Dodatkowo galaktyka, w której zaobserwowano zjawisko była bardzo słaba. Oba fakty wskazywały na to, że może to być bardzo jasna supernowa. Jednak w widmie uzyskanym za pomocą 3.5-m teleskopu New Technology Telescope (NTT) zlokalizowanego w Chile, w ramach projektu ePESSTO+, wykryto linie emisyjne i absorpcyjne typowe dla zjawisk, w których supermasywne czarne dziury pochłaniaą sąsiadującą z nimi materię. Przesunięcie tych linii w podczerwieni pozwoliło badaczom oszacować odległość obiektu i jego jasność. Oba parametry wskazywały na to, że badacze mają do czynienia z najjaśniejszym zjawiskiem we Wszechświecie. Obiektami o porównywalnej jasności są kwazary, czyli supermasywne czarne dziury otoczone ogromnymi rozgrzanymi dyskami materii, jednak ich pojaśnienia nie trwają tak długo.
W opublikowanej pracy autorzy rozważają wiele potencjalnych scenariuszy, tego niezwykle energetyczngo pojaśnienia, jednak najbardziej prawdopodobne wydaje się „połknięcie” przez czarną dziurę ogromnego obłoku materii gazowo-pyłowej. Ciągle gromadzone są dalsze dane, w tym w promieniowaniu rentgenowskim, które pozwalą przyjrzeć się jeszcze dokładniej całemu procesowi i zweryfikować hipotezę pochodzenia tego gigantycznego i długotrwałego pojaśnienia.
Poza wspomnianymi w tekście teleskopami w pracy analizowano też dane pochodzące z kosmicznego teleskopu Neil Gehrels Swift T oraz Gran Telescopio Canarias znajdującego się na hiszpańskiej wyspie La Palma.
Udział dr. Mariusza Gromadzkiego i doktorantki Nady Ihanec w opublikowanym w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society artykule “Multiwavelength observations of the extraordinary accretion event AT2021lwx” związany jest z wykorzystaniem danych spektroskopowych z teleskopu NTT, zgromadzonych w ramach projektu ePESSTO+, w który już od kilku lat zaangażowani są badacze z Uniwersytetu Warszawskiego.