Till 1979 upptäckte amatörastronomen Gus Johnson en supernova cirka 50 miljoner ljusår bort från jorden, när en stjärna ungefär 20 gånger massivare än vår sol kollapsade. Sedan dess har astronomer hållit ett öga på SN 1979C, som ligger i M 100 i Virgo-klustret. Med observationer från Chandra-teleskopet har röntgenutsläppen från föremålet fått astronomer att tro att supernovaresterna har blivit ett svart hål. Om så är fallet, skulle det vara det yngsta svarta hålet som är känt att existera i vårt närliggande kosmiska grannskap och skulle ge astronomer ett enastående tillfälle att se denna typ av objekt utvecklas från barndomen.
"Om vår tolkning är korrekt är detta det närmaste exemplet där födelsen av ett svart hål har observerats," sade astronomen Daniel Patnaude under en NASA-pressmöte på måndag. Patnaude är från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics och är huvudförfattare till en ny artikel.
SN 1970C tillhör en typ av supernovaexplosioner som kallas linjär typ II eller kärnkollaps-supernovaer, som utgör cirka 6% av kända stjärnexplosioner. Även om många nya svarta hål i det avlägsna universum tidigare har upptäckts i form av gammastrålningsskurar (GRB), är SN 1979C annorlunda eftersom det är mycket närmare och supernovaer med kärnkollaps är troligtvis associerade med en GRB. Teorier säger att de flesta svarta hål bör bildas när kärnan i en stjärna kollapsar och en gammastrålning inte produceras, men det kan vara första gången denna metod för att göra ett svart hål har observerats.
Det har varit en debatt om vilken storlek stjärna kommer att skapa ett svart hål vilken storlek kommer att skapa en neutronstjärna. Storleken på 20 solmassa ligger precis vid gränsen mellan de två, så astronomer är inte helt säkra på att det här är ett svart hål eller en neutronstjärna. Men eftersom röntgenutsläppen från detta objekt har varit stadiga under de senaste 31 åren, tror astronomer att detta är ett svart hål, eftersom röntgenutsläppen försvinner när en neutronstjärna svalnar.
Denna animering visar hur ett svart hål kan ha bildats i SN 1979C. Kollaps av en massiv stjärna visas efter att den har uttömt sitt bränsle. En ljusglimt från en chock som bryter igenom stjärnans yta visas sedan följt av en kraftfull supernovaexplosion. Vyn zoomar sedan in i explosionens centrum: Credits: NASA / CXC / A.Hobart
Men som en förbehåll, sa medförfattaren Avi Loeb, det tar verkligen ungefär mycket längre tid än 31 år för att se stora förändringar, men han sa att det faktum att belysningen har varit stabil ger bevis för ett svart hål.
Även om bevisen pekar på ett nybildat svart hål, finns det några andra möjligheter till vad det kan vara. Vissa har föreslagit att objektet kan vara en magnetar eller en sprängvåg, men bevisen visar att dessa två alternativ inte är mycket troliga.
En annan spännande möjlighet är att en ung, snabbt snurrande neutronstjärna med en kraftig vind av partiklar med hög energi kan vara ansvarig för röntgenstrålningen. Detta skulle göra föremålet i SN 1979C till det yngsta och ljusaste exemplet på en sådan "pulsar vindnebulosa" och den yngsta kända neutronstjärnan. Crab pulsar, det mest kända exemplet på en ljus pulsar vindnebula, är cirka 950 år gammal.
"Jag är entusiastisk över denna upptäckt oavsett om det visar sig vara svart hål eller en pulsar vindnebulosa," sa astrofysiker Alex Fillipenko, som deltog i briefingen. "En pulsar vindnebulosa skulle vara intressant eftersom den skulle vara den yngsta som är känd i den kategorin."
"Det som är riktigt spännande är att vi för första gången vet det exakta födelsedatumet för detta objekt," sade Kim Weaver, en astrofysiker från Goddard Space Flight Center. "Vi vet att det är väldigt ungt och vi vill se hur systemet utvecklas och förändras när det växer till ett barn och blir tonåring. Ännu viktigare är att vi kan förstå fysiken. Detta är en historia om vetenskap i handling. ”
Åldern för det möjliga svarta hålet är naturligtvis baserat på vår utsiktspunkt. Eftersom galaxen är 50 miljoner ljusår bort inträffade supernovaen för 50 miljoner år sedan. Men för oss inträffade explosionen för bara 31 år sedan.
Läs gruppens uppsats: Bevis för en svart hålrester i typ IIL Supernova 1979C
Författare: D.J. Patnaude, A. Loeb, C. Jones.
Källa: NASA TV briefing, NASA
