Hiidtähtede elupäevad lõppevad reeglina supernoovana tuntud plahvatusega. Lühendi  AT2021lwx all tuntud sündmus osutus aga kõigist seni teada olevatest supernoovadest kümme korda energiarikkamaks. Kui supernoovaplahvatust on tavaliselt näha vaid mõni kuu, siis kirjeldatud plahvatust oli võimalik üle ilmaruumi näha vähemalt kolm aastat, vahendab Space.com.

AT2021lwx käigus vallandunud kiirgusvoog oli ka kolm korda eredam valgusest, mis vallandub juhul, kui ülimassiivne must auk mõne selle lähedale sattunud tähe puruks rebib ja alla neelab. Astronoomidele silma jäänud plahvatus toimus Maast umbes kaheksa miljardi valgusaasta kaugusel, kui universum oli alles kuue miljardi aastane.

Pikk ja särav

Teadlased märkasid sündmust 2020. aastal  Californias asuva Zwicky taevauuringu käigus. Seejärel nähti seda ka Hawaiil peatselt Maad tabada võivate asteroidide eest hoiatava süsteemiga ATLAS.

Mõlemad vaatlussüsteemid otsivad öötaevast objekte, mille eredus muutub ajas kiiresti ehk transiente. Kärmelt muutuv eredus võib märku anda supernoovast, Maast kaugel aset leidnud gammakiirte purskest või millestki palju kodulähedasemast nagu komeedist või asteroidist.

Ehkki vaatlusasutused märkasid plahvatust juba kolme aasta eest, polnud AT2021lwx-i täielik ulatus ja võimsus siiani teada. Uus uuring tõi aga asjasse selgust.

Tööjuhtivautori ja Southamptoni Ülikooli teaduri Philip Wisemani sõnul leidis tema töörühm plahvatuse juhuslikult. Nimelt märkis selle ära nende otsingualgoritm, mis pidi otsima hoopis teatud tüüpi supernoovasid. Kuna enamik supernoovasid ja musta auguga seotud sündmusi tuhmuvad paari kuuga, köitis selleks ajaks üle kahe aasta valgust kiirgav sähvatus uurijate tähelepanu.

Wisemani ja kolleegide hinnangul võis AT2021lwx tekkida musta augu järsul kokkupõrkel Päikesest tuhandeid kordi suurema massiga gaasipilvega. Kui see nii tõesti oli, neelas must auk osa gaasipilvest alla. See omakorda tekitas lööklaineid nii allesjäänud gaasis kui ka pilve ümbritsevas sõõrikukujulises tolmurõngas. Lööklainete mõjul kokku pressitud gaas ja tolm kiirgas valgust mitmetel erinevatel lainepikkustel.

Ehkki sedasorti nähtusi on püütud pildile varemgi, näeb neid haruharva. Ühtlasi pole ükski varasem taoline plahvatus küündinud ulatuselt At2021lwx-i tasemele. 

Samuti pole AT2021lwx käigus vallandunud kiirgusvoog nii tihe, kui oli seda näiteks 2022. aastal nähtud gammakiirte purse GRB 221009A. Samas vältas too 2,4 miljardi valgusaasta kaugusel toimunud sündmus peale avastamist ainult kümme tundi. Kui kümme tundi on gammakiirte purske kohta juba üsna pikk aeg, on AT2021lwx kogu oma kestuse vältel kiiranud palju enam energiat, kui mullune kiirgusepurse.

Kui võimas täpselt?

Peale AT2021lwx avastamist vaatles töörühm seda edasi. Nad kasutasid selleks mitut erinevat teleskoopi, sealhulgas Swifti gammakiirte observatooriumi, Tšiilis asuvat Uue Tehnoloogia Teleskoopi ja Kanaari saarte Suurt Teleskoopi.

Kui vaatlused tehtud, võtsid uurijad ette plahvatuse käigus kiirguva valguse spektri. Nad jagasid selle koostisosade kaupa eri lainepikkusteks ning mõõtsid valguse eritumist ja neeldumist nähtust ümbritsevas keskkonnas. Nii sai töörühm välja arvutada AT2021lwx kauguse Maast. 

Töörühma liikme ja Southamptoni Ülikooli professori Sebastian Hönigi sõnul tuli arvustustest ilmsiks ka nähtuse harukordne eredus. Kõigist universumis leiduvatest nähtustest ja objektidest suudavad AT2021lwx-i eredusega konkureerida vaid ülimassiivsed mustad augud. Kui need kugistavad tähti või gaasi väga kiiresti, panevad need kvasaritena särama terve galaktika.

Uuringu kaasautori ja Southamptoni Ülikooli professori Mark Sullivani sõnul on kvasarite puhul näha, kuidas sealt pärit valgusvoog ajas eredamaks ja tuhmimaks muutub.  AT2021lwx-st polnud tema sõnul näha mingit märki vähemalt kümme aastat. Kui see aga äkitselt universumi ühe eredaima nähtusena vaatevälja ilmus, oli see Sullivani sõnul enneolematu.

Plahvatusel on teisigi võimalikke seletusi. Sellegipoolest peavad astronoomid praegu kõige tõenäolisemaks seletust hiiglasliku vesiniku- või tolmupilve kohtumisest musta auguga, mis pilve orbiiti vääras ja selle siis osaliselt endasse haaras. Ammendava seletuse saab töörühm anda siis, kui on AT2021lwx-i kohta kogunud veel rohkem andmeid.

Töörühm plaanib järgmiseks uudistada plahvatust erinevatel valguse lainepikkustel, sealhulgas röntgenkiirguse spektriosas. Nii võivad selguda nähtuse temperatuur ja nähtust alal hoidvad käivitavad protsessid. Uurijad plaanivad gaasipilve ja musta augu kohtumise ka arvutisimulatsioonis läbi mängida, et veenduda, kas nende seletus pädeb.

Philip Wisemani sõnul hakkab lähiaastatel tööle mitu uut mõõtmisjaama, mis hõlbustavad teadlastel sedasorti nähtuste leidmist ja mõistmist. Tema sõnul võivad just sellised plahvatused olla vaatamata oma väikesele esinemissagedusele kujutada oma energeetilisusega galaktikakeskmete vormimise juures  võtmetähtsusega.

Uurimus avaldati Kuningliku astronoomiaseltsi kuutoimetistes.