Astronomen hebben de helderste snelle blauwe optische transiënt (FBOT) ooit waargenomen, genaamd AT 2024wpp, wat bevestigt dat deze extreme gebeurtenissen worden veroorzaakt door zwarte gaten die hele sterren uit elkaar scheuren. De nieuwe waarnemingen sluiten traditionele stellaire explosies uit als oorzaak, waaruit blijkt dat een zwart gat met een massa van wel 100 keer de massa van onze zon een massieve begeleidende ster heeft opgeslokt en een aanzienlijk deel van zijn massa direct in energie heeft omgezet.
Wat zijn snelle blauwe optische transiënten?
FBOT’s zijn kortstondige, intens heldere uitbarstingen die over miljarden lichtjaren zichtbaar zijn. Ze werden voor het eerst ontdekt in 2014 en brachten wetenschappers in verwarring omdat hun energieproductie conventionele verklaringen zoals supernova’s tart. Het eerste goed bestudeerde geval, AT 2018cow (bijgenaamd ‘de Koe’), leidde tot een reeks opvolgers met speelse namen: de Koala, de Tasmaanse Duivel en de Finch. Nu heeft AT 2024wpp – mogelijk ‘de wesp’ – eerdere records verbroken.
Extreme energieafgifte
De energie die vrijkomt door AT 2024wpp is 100 keer groter dan die van een typische supernova. Om deze helderheid te produceren zou binnen enkele weken ongeveer 10% van de massa van de zon in energie moeten worden omgezet. Cruciaal is dat waarnemingen met de Gemini South-telescoop een overmaat aan nabij-infraroodlicht aan het licht brachten, een kenmerk dat voorheen alleen in AT 2018cow werd waargenomen – en afwezig was bij standaard stellaire explosies. Deze bevinding stelt dat nabij-infraroodemissies een kenmerk zijn van FBOT’s, hoewel het onderliggende mechanisme onverklaard blijft.
“De enorme hoeveelheid uitgestraalde energie van deze uitbarstingen is zo groot dat je ze niet kunt aandrijven met een kerninstorting van een sterexplosie – of enig ander type normale sterexplosie”, zegt Natalie LeBaron, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Californië, Berkeley.
De langdurige voeding van het zwarte gat
Wetenschappers denken dat het zwarte gat gedurende een langere periode langzaam materiaal van zijn metgezel heeft weggenomen, waardoor een halo van gas om zich heen is opgebouwd. Toen de begeleidende ster zich te dichtbij waagde, werd deze versnipperd en het resulterende materiaal stortte neer in de accretieschijf van het zwarte gat. Deze botsing genereerde intense röntgenstraling, ultraviolet en blauw licht. Een deel van het gas werd ook uitgestoten in krachtige jets die met een snelheid van 40% van de lichtsnelheid reisden, waardoor detecteerbare radiogolven ontstonden.
De versnipperde begeleidende ster was waarschijnlijk een massieve Wolf-Rayet-ster, waarvan een groot deel van zijn waterstof al was ontdaan, wat de zwakke waterstofemissie zou verklaren die in AT 2024wpp werd waargenomen. De gebeurtenis vond plaats in een stervormend sterrenstelsel, waar zulke massieve sterren veel voorkomen, op een afstand van 1,1 miljard lichtjaar. AT 2024wpp is 5 tot 10 keer helderder dan de vorige recordhouder, AT 2018cow.
Deze bevindingen, gepubliceerd in twee artikelen in The Astrophysical Journal Letters, bieden nieuwe inzichten in de gewelddadige interacties tussen zwarte gaten en sterren, en dagen bestaande modellen van extreme kosmische gebeurtenissen uit.
De ontdekking bevestigt dat FBOT’s niet simpelweg exploderende sterren zijn, maar het resultaat van het meedogenloze en energieke feest van een zwart gat.
