Αστρονόμοι ανέφεραν την ανακάλυψη ενός ασυνήθιστου μεταβατικού φαινομένου ακτίνων Χ (X-ray transient) που εντοπίστηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Einstein Probe και δεν ταιριάζει με καμία γνωστή κατηγορία κοσμικών εκρήξεων.
Η μελέτη, η οποία περιλαμβάνει ανάλυση σε πολλά διαφορετικά μήκη κύματος, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Στις 5 Μαρτίου 2024, το Einstein Probe – ένα τηλεσκόπιο σχεδιασμένο να σαρώνει τον ουρανό για ξαφνικές λάμψεις ακτίνων Χ – κατέγραψε μια σύντομη, πρωτοφανή πηγή που ονομάστηκε EP240305a. Η πηγή παρήγαγε δύο σύντομες εκλάμψεις ακτίνων Χ, τη μία αμέσως μετά την άλλη, οι οποίες χωρίζονταν από περίπου 200 δευτερόλεπτα ηρεμίας.
Οι ερευνητές έστρεψαν γρήγορα αρκετά επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια προς την πηγή για να συλλέξουν δεδομένα σε ακτίνες Χ, υπέρυθρο, οπτικό και ραδιοφωνικό μήκος κύματος. Παρατήρησαν ότι οι ακτίνες Χ εξασθένησαν γρήγορα μέσα στις επόμενες ημέρες, ενώ οι ραδιοφωνικές παρατηρήσεις εξασθένησαν πολύ πιο αργά, σε διάστημα εβδομάδων, αποκαλύπτοντας ενδείξεις ενός εξελισσόμενου πίδακα (jet). Μια αμυδρή, φθίνουσα πηγή στο εγγύς υπέρυθρο εντοπίστηκε στην ίδια τοποθεσία, ενώ δεν υπήρξε καμία καταγραφή στα οπτικά μήκη κύματος.
Ποια φαινόμενα αποκλείστηκαν από τους επιστήμονες
Για να κατανοήσουν την πραγματική φύση του φαινομένου, οι αστρονόμοι συνέκριναν τις ιδιότητές του με άλλα γνωστά βίαια κοσμικά γεγονότα:
- Γεγονότα παλιρροϊκής διακοπής (TDE): Η περίπτωση όπου ένα άστρο κομματιάζεται από μια μαύρη τρύπα αποκλείστηκε, καθώς αυτά τα φαινόμενα χρειάζονται μήνες για να εξασθενήσουν, ενώ το EP240305a έσβησε σε λίγες ημέρες.
- Εκλάμψεις διπλών συστημάτων ακτίνων Χ (X-ray binaries): Αποκλείστηκαν για τον ίδιο λόγο. Ακόμα και μια βραχύβια υποκατηγορία τέτοιων συστημάτων δεν παρουσιάζει τόσο ισχυρή ραδιοφωνική εκπομπή.
- Θερμοπυρηνικές εκρήξεις σε αστέρες νετρονίων: Δεν υπήρχε συμβατότητα, καθώς η μετρούμενη θερμοκρασία ήταν πολύ χαμηλή και το ραδιοφωνικό σήμα διήρκεσε υπερβολικά πολύ.
- Γιγαντιαίες εκλάμψεις μάγναστρων (magnetars): Απορρίφθηκαν επειδή κορυφώνονται και σβήνουν σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο – πολύ πιο γρήγορα από τις δύο εκλάμψεις του EP240305a, που διήρκεσαν λεπτά.
Τα κοινά στοιχεία με τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα
Οι ιδιότητες της πηγής παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα ομοιότητα με αρκετά χαρακτηριστικά των εκρήξεων ακτίνων γάμμα (GRB). Το μοτίβο της διπλής λάμψης μοιάζει με τη δομή που εμφανίζουν ορισμένες GRB, η φωτεινότητα των ακτίνων Χ ακολουθεί την τυπική τους πορεία και η εξασθένηση των ραδιοκυμάτων ταιριάζει με την αναμενόμενη μεταλαμπή (afterglow) μιας τέτοιας έκρηξης.
Ωστόσο, υπήρχε ένα σημαντικό πρόβλημα: δεν ανιχνεύθηκαν καθόλου ακτίνες γάμμα. Αυτό κατατάσσει το φαινόμενο σε αυτό που οι αστρονόμοι ονομάζουν «σκοτεινό σε ακτίνες γάμμα» (gamma-ray-dark) γεγονός που προσομοιάζει με GRB.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η απουσία ή η εξασθένηση των ακτίνων γάμμα μπορεί να οφείλεται σε τρεις παράγοντες:
- Ο πίδακας της έκρηξης ήταν στραμμένος ελαφρώς εκτός του άξονα θέασης από τη Γη.
- Ο πίδακας απέτυχε να διαπεράσει πλήρως το περιβάλλον υλικό (αποτυχημένος ή «πνιγμένος» πίδακας – choked jet).
- Ο πίδακας ήταν μια «βρώμικη πύρινη σφαίρα» (dirty fireball), δηλαδή φορτωμένος με επιπλέον υλικό που περιόρισε την παραγωγή ακτίνων γάμμα.
Η σημασία των ευαίσθητων οργάνων
Με τα τρέχοντα δεδομένα, η επιστημονική ομάδα προτιμά να είναι συντηρητική και ταξινομεί το EP240305a ως ένα σκοτεινό σε ακτίνες γάμμα μεταβατικό φαινόμενο ή, γενικότερα, ως ένα εξωγαλαξιακό ταχύ μεταβατικό φαινόμενο ακτίνων Χ (fast X-ray transient).
Αμυδρά γεγονότα σαν αυτό τείνουν να επισκιάζονται από φωτεινότερες, πιο προφανείς εκρήξεις, με αποτέλεσμα να περνούν απαρατήρητα από λιγότερο ευαίσθητα όργανα. Οι ερευνητές τονίζουν ότι η χρήση εξαιρετικά ευαίσθητων τηλεσκοπίων, όπως το Einstein Probe, σε συνδυασμό με την άμεση παρακολούθηση από άλλα όργανα, είναι καθοριστική για τον εντοπισμό και τη μελέτη αυτών των φευγαλέων κοσμικών φαινομένων.