È stato scoperto un altro membro della nuova classe di esplosioni di supernove "Cow", la più luminosa vista nei raggi X fino ad oggi. Il nuovo evento, soprannominato AT2020mrf, è solo il quinto trovato finora appartenente alla classe di supernove Cow. Il gruppo prende il nome dalla prima supernova trovata in questa classe, AT2018cow. Cosa si nasconde dietro queste insolite esplosioni stellari? Nuove prove indicano buchi neri attivi o stelle di neutroni.
Quando una stella massiccia esplode, lascia dietro di sé un buco nero o un residuo stellare morto chiamato stella di neutroni. Tipicamente, questi resti stellari sono relativamente inattivi e avvolti dal materiale espulso nell'esplosione. Ma secondo Yuhan Yao (MS '20), uno studente laureato al Caltech, gli eventi Cow hanno al loro interno oggetti compatti molto attivi e per lo più esposti che emettono emissioni di raggi X ad alta energia. Yao ha presentato le nuove scoperte virtualmente al 239° incontro dell'American Astronomical Society.
"Possiamo vedere nel cuore di queste esplosioni per assistere direttamente alla nascita di buchi neri e stelle di neutroni", ha dichiarato, osservando che le supernove non erano circondate di materiale. Il primo evento Cow, AT2018cow, ha scioccato gli astronomi quando è stato scoperto nel 2018: l'esplosione stellare era 10 volte più luminosa in luce visibile rispetto alle tipiche supernove e svaniva più rapidamente. Ha anche emesso una grande quantità di raggi X altamente variabili, portando gli astronomi a credere che stessero assistendo direttamente alla nascita di un buco nero o di una stella di neutroni per la prima volta.
Un altro fattore distintivo delle Cow è che lanciano cumuli di massa prima di esplodere, e questa massa viene illuminata più tardi, dopo l'esplosione. Quando le stelle esplodono, generano onde d'urto che si pensa passino attraverso il materiale preesistente, facendolo brillare nella luce radio e nella luce a lunghezza d'onda millimetrica.
AT2020mrf è il primo ad essere trovato inizialmente nei raggi X piuttosto che nella luce visibile. Yao e i suoi colleghi hanno individuato l'evento nel luglio 2020 utilizzando i dati a raggi X del telescopio russo-tedesco Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG). Hanno controllato le osservazioni prese in luce ottica dalla Zwicky Transient Facility (ZTF), che opera dall'Osservatorio Palomar del Caltech, e hanno scoperto che anche ZTF aveva individuato l'evento.
I dati della SSR hanno rivelato che questa esplosione inizialmente brillava con una luce a raggi X 20 volte superiore rispetto all'evento originale di Cow. I dati acquisiti un anno dopo dal Chandra X-Ray Observatory della NASA hanno mostrato che l'esplosione non solo era ancora attiva, ma brillava con 200 volte più luce a raggi X di quella rilevata dall'evento originale di Cow in un lasso di tempo simile.
"Quando ho visto i dati di Chandra, all'inizio non credevo all'analisi", ha dichiarato Yao. "Ho rieseguito l'analisi più volte. Questa è la supernova Cow più brillante vista fino ad oggi nei raggi X". Secondo gli astronomi un "motore centrale" all'interno dei detriti della supernova deve alimentare l'intensa radiazione a raggi X in corso.
"La grande quantità di rilascio di energia e la rapida variabilità dei raggi X osservata in AT2020mrf forniscono una forte evidenza che la natura del motore centrale è un buco nero molto attivo o una stella di neutroni che ruota rapidamente chiamata magnetar", dice Yao. "Negli eventi simili a Cow, non sappiamo ancora perché il motore centrale sia così attivo, ma probabilmente ha qualcosa a che fare con il tipo di stella progenitrice che è diversa dalle normali esplosioni".
Poiché questo evento non assomigliava esattamente agli altri quattro eventi simili a Cow, Yao dice che questa nuova classe di supernove è più diversificata di quanto inizialmente pensato. "Trovare più membri di questa classe ci aiuterà a restringere la fonte del loro potere", dice.