Astronomen enthüllen die größte jemals gesehene kosmische Explosion

Ein Team von Astronomen unter der Leitung der University of Southampton hat die größte kosmische Explosion entdeckt, die jemals beobachtet wurde.

Die Explosion ist mehr als zehnmal heller als jede bekannte Supernova (explodierender Stern) und dreimal heller als das hellste Gezeitenstörungsereignis, bei dem ein Stern in ein supermassereiches Schwarzes Loch fällt.

Die als AT2021lwx bekannte Explosion dauert derzeit über drei Jahre, verglichen mit den meisten Supernovae, die nur wenige Monate lang sichtbar hell sind. Es fand fast 8 Milliarden Lichtjahre entfernt statt, als das Universum etwa 6 Milliarden Jahre alt war, und wird immer noch von einem Netzwerk von Teleskopen entdeckt.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Explosion das Ergebnis einer riesigen Gaswolke ist, die möglicherweise Tausende Male größer als unsere Sonne ist und von einem supermassereichen Schwarzen Loch gewaltsam zerstört wurde. Fragmente der Wolke würden verschluckt werden und Schockwellen durch ihre Überreste sowie in einen großen staubigen „Donut“ senden, der das Schwarze Loch umgibt. Solche Ereignisse sind sehr selten und es wurde noch nichts in diesem Ausmaß beobachtet.

Letztes Jahr erlebten Astronomen die hellste Explosion aller Zeiten – einen Gammastrahlenausbruch namens GRB 221009A. Diese war zwar heller als AT2021lwx, hielt aber nur einen Bruchteil der Zeit an, was bedeutet, dass die durch die AT2021lwx-Explosion freigesetzte Gesamtenergie weitaus größer ist.

Die Forschungsergebnisse wurden heute in veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

Entdeckung

AT2021lwx wurde erstmals im Jahr 2020 von der Zwicky Transient Facility in Kalifornien entdeckt und anschließend vom Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) mit Sitz in Hawaii erfasst. Diese Einrichtungen untersuchen den Nachthimmel, um vorübergehende Objekte zu erkennen, deren Helligkeit sich schnell ändert und auf kosmische Ereignisse wie Supernovae hinweist, und um Asteroiden und Kometen zu finden. Bisher war das Ausmaß der Explosion unbekannt.

„Wir sind zufällig darauf gestoßen, da es von unserem Suchalgorithmus erkannt wurde, als wir nach einer Art Supernova suchten“, sagt Dr. Philip Wiseman, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Southampton, der die Forschung leitete. „Die meisten Supernovae und Gezeitenstörungen dauern nur ein paar Monate, bevor sie verschwinden. Es war sofort sehr ungewöhnlich, dass etwas mehr als zwei Jahre lang hell war.“

Das Team untersuchte das Objekt weiter mit mehreren verschiedenen Teleskopen: dem Neil Gehrels Swift Telescope (eine Zusammenarbeit zwischen der NASA, Großbritannien und Italien), dem New Technology Telescope (betrieben von der Europäischen Südsternwarte) in Chile und dem Gran Telescopio Canarias in La Palma, Spanien.

Messung der Explosion

Durch die Analyse des Lichtspektrums, die Aufteilung in verschiedene Wellenlängen und die Messung der verschiedenen Absorptions- und Emissionsmerkmale des Spektrums konnte das Team die Entfernung zum Objekt messen.

„Wenn man die Entfernung zum Objekt kennt und weiß, wie hell es uns erscheint, kann man die Helligkeit des Objekts an seiner Quelle berechnen. Nachdem wir diese Berechnungen durchgeführt hatten, stellten wir fest, dass es extrem hell ist“, sagt Professor Sebastian Hönig von die University of Southampton, ein Co-Autor der Studie.

Die einzigen Dinge im Universum, die so hell sind wie AT2021lwx, sind Quasare – supermassereiche Schwarze Löcher, auf die ein konstanter Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit fällt.

Professor Mark Sullivan, ebenfalls von der University of Southampton und ein weiterer Co-Autor der Arbeit, erklärt: „Bei einem Quasar sehen wir, wie die Helligkeit im Laufe der Zeit auf und ab flackert. Aber ein Jahrzehnt zurückblickend wurde AT2021lwx nicht entdeckt. dann erscheint es plötzlich mit der Helligkeit der hellsten Dinge im Universum, was beispiellos ist.“

Was hat die Explosion verursacht?

Es gibt unterschiedliche Theorien darüber, was eine solche Explosion verursacht haben könnte, aber das von Southampton geleitete Team glaubt, dass die wahrscheinlichste Erklärung eine extrem große Gaswolke (hauptsächlich Wasserstoff) oder Staub ist, die von ihrer Umlaufbahn um das Schwarze Loch abgekommen ist und wurde einfliegen lassen.

Das Team macht sich nun daran, weitere Daten über die Explosion zu sammeln – es misst verschiedene Wellenlängen, einschließlich Röntgenstrahlen, die die Oberfläche und Temperatur des Objekts sowie die zugrunde liegenden Prozesse aufdecken könnten. Sie werden auch verbesserte Computersimulationen durchführen, um zu testen, ob diese mit ihrer Theorie über die Ursache der Explosion übereinstimmen.

Dr. Philip Wiseman fügte hinzu: „Da in den nächsten Jahren neue Einrichtungen wie die Legacy Survey of Space and Time des Vera Rubin Observatory online gehen, hoffen wir, weitere Ereignisse wie diese zu entdecken und mehr über sie zu erfahren. Das könnte sein.“ Diese Ereignisse sind zwar äußerst selten, aber so energiereich, dass sie Schlüsselprozesse dafür sind, wie sich die Zentren von Galaxien im Laufe der Zeit verändern.“