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 alle bekende supernova’s, de explosies die optreden wanneer massieve sterren sterven. En terwijl supernova-explosies maar een paar maanden duren, is deze explosieve gebeurtenis al minstens drie jaar aan de gang.
AT2021lwx is ook drie keer helderder dan het licht dat wordt uitgestraald wanneer sterren uit elkaar worden gescheurd en verslonden door superzware zwarte gaten, gebeurtenissen die ‘getijdenverstoring’ of ‘TDE’s’ worden genoemd. De explosie is ongeveer 8 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd en vond dus plaats toen het universum nog maar 6 miljard jaar oud was.
AT2021lwx werd voor het eerst gedetecteerd door de Zwicky Transient Facility in Californië in 2020 en later opgepikt door het in Hawaii gevestigde Asteroid Terrestrial-impact Last Alert 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 het drie jaar geleden door deze faciliteiten werd gedetecteerd, waren de omvang en kracht van de AT2021lwx-explosie tot nu toe onbekend.
“We kwamen dit toevallig tegen, omdat ons zoekalgoritme het markeerde toen we op zoek waren naar een type supernova”, zei Philip Wiseman, een onderzoeker aan 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. Dat iets langer dan twee jaar helder was, was meteen heel ongebruikelijk.”
Wiseman en het team van astronomen geloven dat AT2021lwx mogelijk het resultaat is van een zwart gat dat met geweld een gaswolk ontwrichtte met een massa die duizenden malen groter is dan die van de zon. Terwijl het dat deed, slikte het zwarte gat fragmenten van de gaswolk in, waardoor schokgolven zowel in wat er over was van het gas als in een bredere, donutvormige stoftoroïde die het omringde, waardoor ze heldere elektromagnetische straling uitstraalden.
Gebeurtenissen als deze zijn eerder gezien, ze zijn zeldzaam. Ook zijn er geen die eerder zijn gezien op de schaal van AT2021lwx.
Hoewel AT2021lwx eigenlijk niet zo helder is als de GRB 221009A gammastraaluitbarsting die in 2022 door astronomen werd gedetecteerd, duurde deze explosie op een afstand van 2,4 miljard lichtjaar slechts tien uur na detectie. Hoewel dat vrij lang is voor een GRB, betekent dit dat de AT2021lwx tijdens zijn hele levensduur veel meer energie heeft uitgestraald 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 op La Palma, Spanje.
Na deze waarnemingen namen de onderzoekers het spectrum van licht dat door de gebeurtenis werd uitgezonden en verdeelden het in de samenstellende golflengten, waarbij ze maten hoe licht werd uitgezonden en geabsorbeerd rond de gebeurtenis. Hierdoor konden de onderzoekers de afstand tot de bron van AT2021lwx berekenen.
“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 die berekeningen eenmaal hadden gedaan, realiseerden we ons dat dit extreem helder is.”
Het enige in het bekende universum dat zo helder is als AT2021lwx zijn superzware zwarte gaten. Wanneer deze zwarte gaten zich voeden met stellaire gassen die er met hoge snelheid in vallen, 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 meer dan een decennium, was er geen detectie van AT2021lwx, en toen leek het plotseling zo helder als de helderste dingen in het universum, wat ongekend is.”
Hoewel er andere mogelijke verklaringen zijn voor de explosieve gebeurtenis, geven astronomen momenteel de voorkeur aan de verklaring dat een extreem grote wolk van voornamelijk gasvormig waterstof of stof uit zijn baan rond het zwarte gat wordt geworpen en erin wordt gezogen. Dit zal pas definitief worden vastgesteld wanneer het team meer gegevens heeft verzameld over AT2021lwx.
Het team zal nu naar de explosie kijken 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 onderbroken door een zwart gat AT2021lwx zou kunnen verklaren.
“Met nieuwe faciliteiten, zoals de Vera Rubin Observatory’s Legacy Survey of Space and Time, die de komende jaren online komen, kijken we ernaar uit om 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 paper gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Copyright 2023 Space.com, een bedrijf van de toekomst. Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitgezonden, herschreven of herverdeeld.