Eine brillante Explosion aus einer 2 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie ist die hellste kosmische „Kuh“, die bisher gefunden wurde. Es ist das fünfte bekannte Objekt in dieser neuen Klasse explodierender Sterne und ihrer lang leuchtenden Überreste, und es gibt Astronomen noch mehr Hinweise darauf, was diese mysteriösen Explosionen antreibt.
Diese kuhähnlichen Ereignisse, benannt nach dem ersten derartigen Objekt, das 2018 entdeckt wurde – das den eindeutigen Identifikationsnamen AT2018cow hatte – sind eine Unterklasse von Supernova-Explosionen, die nur 0,1 Prozent solcher kosmischen Explosionen ausmachen (SN: 21.06.19). Sie werden schnell heller, leuchten brillant in ultraviolettem und blauem Licht und zeigen sich monatelang in energiereicheren Röntgenstrahlen und energieärmeren Radiowellen.
Röntgenstrahlen der neuesten Entdeckung mit dem Namen AT2020mrf leuchteten einen Monat nach der Explosion 20-mal so hell wie die ursprüngliche Kuh, berichtete der Caltech-Astronom Yuhan Yao am 10. Januar auf einer virtuellen Pressekonferenz der American Astronomical Society. Und selbst ein Jahr nach der Entdeckung dieses neuen Objekts waren seine Röntgenstrahlen 200-mal so hell wie die der ursprünglichen Kuh. Yao und Kollegen berichteten auch über die Ergebnisse in einem Papier, das am 1. Dezember bei arXiv.org eingereicht wurde.
Das alles zu enträtseln hat ein bisschen gedauert. Die Zwicky Transient Facility am Palomar Observatory von Caltech in der Nähe von San Diego, Kalifornien, bemerkte am 12. Juni 2020 zunächst einen hellen neuen Lichtausbruch, aber die Astronomen erkannten zu diesem Zeitpunkt nicht, was es war.
Dann, im April 2021, machten Forscher des Weltraumteleskops Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG), das Röntgenlicht untersucht, Yao und ihre Kollegen auf ein interessantes Signal in SRG-Daten vom 21. bis 24. Juli 2020 an derselben Stelle aufmerksam im Himmel. „Mir wurde fast sofort klar, dass dies ein weiteres Kuh-ähnliches Ereignis sein könnte“, sagt Yao. Die Astronomen wurden aktiv und betrachteten diesen Ort mit mehreren anderen Observatorien in verschiedenen Lichtarten.
Eines dieser Observatorien war das weltraumgestützte Chandra X-ray Observatory, das leistungsstärkste Röntgenteleskop der Welt. Im Juni 2021, ein Jahr nach der ursprünglichen Supernova-Explosion, wurden Röntgenstrahlen vom selben Ort aufgenommen. Das Signal der Quelle „war 10-mal heller als ich erwartet hatte“, sagt Yao, und 200-mal so hell wie die ursprüngliche Kuh ein Jahr nach der Explosion.
Noch aufregender war, dass sich die Stärken sowohl des Chandra-Röntgennachweises als auch der ursprünglichen SRG-Röntgenbeobachtungen ebenfalls innerhalb von Stunden bis Tagen veränderten. Wie sich herausstellt, kann diese aufflackernde Eigenschaft den Astronomen viel sagen.
„Röntgenstrahlen liefern uns Informationen darüber, was im Herzen dieser Ereignisse passiert“, sagt der MIT-Astrophysiker DJ Pasham, der die ursprüngliche Cow untersucht hat, aber nicht Teil dieser neuen Studie war. „Die Leuchtdauer gibt einem ein Gefühl dafür, wie kompakt oder wie groß das Objekt ist.“
Ein kompaktes Objekt wie ein aktiv fressendes Schwarzes Loch oder ein sich schnell drehender und hochmagnetischer Neutronenstern würde die starken und variablen Röntgensignale erzeugen, die Yaos Team sah, sagt sie. Dies waren auch die beiden wahrscheinlichsten Überbleibsel der ursprünglichen kosmischen Kuh, aber die AT2020mrf-Beobachtungen bieten noch größere Gewissheit (SN: 13.12.21).
Weitere Beobachtungen und das frühere Einfangen dieser Objekte mit mehreren Arten von Licht werden den Forschern helfen, mehr über diese neue Klasse von Supernovae zu erfahren und darüber, welche Art von Stern schließlich als Kuh explodiert.