Astronomen zijn getuige geweest van de grootste explosie in de ruimte.
De explosieve gebeurtenis met het label AT2021lwx bleek tien keer helderder te zijn dan welke bekende supernova dan ook, de explosies die optreden als massieve sterren sterven. En terwijl supernova-explosies maar een paar maanden duren, duurt deze explosieve gebeurtenis minstens drie jaar.
AT2021lwx is ook drie keer helderder dan het licht dat wordt uitgestraald wanneer sterren worden opgebroken en opgeslokt door superzware zwarte gaten, fenomenen die ‘getijdenverstoringen’ of ‘TDE’s’ worden genoemd. De explosie is ongeveer 8 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd en gebeurde dus toen het universum nog maar 6 miljard jaar oud was.
AT2021lwx werd voor het eerst gedetecteerd door de Zwicky Transition Facility in Californië in 2020 en vervolgens opgepikt door het in Hawaii gevestigde Asteroid Impact Early Warning System (ATLAS). Beide systemen zijn ontworpen om de nachtelijke hemel te onderzoeken op astronomische gebeurtenissen die in de loop van de tijd snel in helderheid veranderen, ook wel ‘transiënten’ genoemd. Deze verandering in helderheid kan duiden op een supernova of gammastraaluitbarsting (GRB) diep in het universum, of op iets veel dichter bij huis, zoals een komeet of asteroïde.
Hoewel deze faciliteiten drie jaar geleden werden ontdekt, was de enorme omvang en kracht van de AT2021lwx-explosie tot nu toe onbekend.
“We hebben het bij toeval gevangen omdat het werd gemarkeerd door ons zoekalgoritme toen we op zoek waren naar een type supernova”, zei onderzoeker Philip Wiseman van de Universiteit van Southampton, die het onderzoek leidde, in een verklaring per e-mail. “De meeste supernova’s en TDE’s duren maar een paar maanden voordat ze vervagen. Het was meteen heel ongebruikelijk dat iets gedurende meer dan twee jaar helder was.”
Wiseman en zijn team van astronomen geloven dat AT2021lwx mogelijk het resultaat is van een zwart gat dat met geweld een gaswolk ontwrichtte die duizenden malen zwaarder is dan de zon. Terwijl het dat deed, slikte het zwarte gat fragmenten van de gaswolk in en stuurde schokgolven door zowel wat er over was van het gas als een bredere donutvormige stofmassa eromheen, waardoor ze heldere elektromagnetische straling uitzonden.
Gebeurtenissen als deze zijn in het verleden gezien, ze zijn zeldzaam. Bovendien was niets van wat we eerder hebben gezien op de schaal van de AT2021lwx.
Hoewel AT2021lwx eigenlijk niet zo helder is als de gammastraaluitbarsting GRB 221009A die astronomen in 2022 hebben gedetecteerd, duurde deze gebeurtenis die uitbarstte op een afstand van 2,4 miljard lichtjaar slechts tien uur na detectie. Hoewel dit vrij groot is voor een GRB, betekent dit dat de AT2021lwx tijdens zijn levensduur veel meer energie heeft afgegeven dan alleen deze gammastraaluitbarsting.
Het meten van de kracht van een kosmische explosie
Na de eerste ontdekking ging het team van onderzoekers achter deze ontdekking door met het onderzoeken van AT2021lwx met behulp van verschillende telescopen, waaronder de Neil Gehrels Swift-telescoop, de New Technology-telescoop in Chili en de Gran Telescopio Canarias in La Palma, Spanje.
Na deze waarnemingen namen de onderzoekers het lichtspectrum dat door de gebeurtenis werd uitgezonden en splitsten het op in de samenstellende golflengten, waarbij ze maten hoe het licht werd uitgezonden en geabsorbeerd rond de gebeurtenis. Hierdoor konden de onderzoekers de afstand tot de bron van AT2021lwx schatten.
“Als je eenmaal de afstand tot het object weet en hoe helder het voor ons lijkt, kun je de helderheid van het object bij de bron berekenen”, zei teamlid en professor aan de Universiteit van Southampton Sebastian Hönig in de verklaring. “Toen we deze berekeningen eenmaal hadden uitgevoerd, realiseerden we ons dat dit buitengewoon helder is.”
Het enige in het bekende universum dat zo helder is als AT2021lwx zijn superzware zwarte gaten. Wanneer deze zwarte gaten worden gevoed door stellair gas dat er met hoge snelheid in valt, kunnen ze ongelooflijk heldere emissies uitzenden, ook wel quasars genoemd.
“Met een quasar zien we de helderheid in de loop van de tijd op en neer flikkeren”, voegde teamlid en professor aan de Universiteit van Southampton, Mark Sullivan, toe. “Maar terugkijkend op een decennium werd AT2021lwx niet gedetecteerd, en dan verschijnt het plotseling met de helderheid van de helderste dingen in het universum, wat ongekend is.”
Hoewel er andere mogelijke verklaringen zijn voor de explosieve gebeurtenis, ondersteunen astronomen momenteel de verklaring dat ze een extreem grote wolk van voornamelijk waterstofgas of stof zien die uit zijn baan rond het zwarte gat werd geslagen en erin werd gezogen. Dat wordt pas definitief bepaald als het team meer data verzamelt over de AT2021lwx.
Het team zal de explosie nu onderzoeken in verschillende golflengten van licht, inclusief röntgenstralen, om zo de temperatuur van de gebeurtenis en de processen die ervoor zorgen te onthullen. Ze zullen ook computersimulaties uitvoeren om erachter te komen of hun model van een gigantische gaswolk die door een zwart gat wordt verscheurd, verantwoordelijk kan zijn voor AT2021lwx.
“Met nieuwe faciliteiten zoals de Space and Time Heritage Survey van het Vera Rubin Observatory die de komende jaren online komen, hopen we meer van dit soort evenementen te ontdekken en er meer over te leren”, concludeerde Wiseman in de verklaring. “Het zou kunnen zijn dat deze gebeurtenissen, hoewel uiterst zeldzaam, zo energetisch zijn dat ze sleutelprocessen zijn in hoe de centra van sterrenstelsels in de loop van de tijd veranderen.”
Het onderzoek van het team wordt besproken in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Copyright 2023 Space.com, een toekomstig bedrijf. Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitgezonden, herschreven of herverdeeld.
