Secondo un'analisi dell'evento del 2018 soprannominato "the Cow" (AT2018cow), l'esplosione sarebbe stata probabilmente generata da un insolito tipo di supernova, il cui nucleo ha collassato, portando alla formazione di un oggetto cosmico compatto, una stella di neutroni o un piccolo buco nero. "Probabilmente abbiamo scoperto la nascita di un oggetto compatto in una supernova", ha dichiarato l'astronomo Dheeraj Pasham del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT.
"Questo fenomeno accade nelle supernove, ma non l'abbiamo mai visto prima perché è un processo molto disordinato. Pensiamo che questa nuova prova apra la strada alla possibilità di trovare buchi neri o stelle di neutroni". L'evento è stata rilevato il 16 giugno 2018 ed è stata subito affascinante. È stato incredibilmente breve e incredibilmente luminoso, circa 100 volte più luminoso di una tipica supernova. È stato così luminoso che inizialmente si pensava provenisse dall'interno della Via Lattea. Gli astronomi sono rimasti sbalorditi quando hanno capito che in realtà proveniva da una galassia a 200 milioni di anni luce di distanza.
Da allora, sono state identificate più esplosioni con un profilo simile. Sono stati chiamati Fast Blue Optical Transients, di FBOTs, e gli astronomi sono stati desiderosi di indagare su ciò che li causa. Una potenziale opzione era un bagliore di interruzione delle maree proveniente da un buco nero che consumava un altro oggetto denso, come una nana bianca; o da un buco nero di massa intermedia maggiore di 850 volte la massa del Sole che strappava materiale da una stella che gli passava accanto.
Un'altra opzione era che fosse il collasso del nucleo di un tipo di supernova, in cui un nucleo stellare, non più supportato dalla pressione esterna della fusione, collassa sotto la propria gravità in un oggetto ultra-denso. Un modo per determinare quale di questi scenari era il più probabile era quello di dare un'occhiata più da vicino ai dati a raggi X, che è poi quello che Pasham e il suo team hanno fatto.
I dati che hanno analizzato provenivano dal telescopio a raggi X neutroni n. 15 Della NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), che è collegato alla Stazione Spaziale Internazionale. Dopo il rilevamento, NICER ha osservato l'oggetto per circa 60 giorni per raccogliere dati a raggi X sul suo comportamento post-nova.
I ricercatori hanno scoperto che qualcosa all'interno della nube pulsava emettendo uno scoppio ogni 4,4 millisecondi, per l'intera durata del periodo di osservazione di 60 giorni. Questa periodicità pone vincoli piuttosto stringenti sul meccanismo fisico che produce i raggi X; qualunque cosa sia non può essere più grande di 1.000 chilometri di diametro.
"L'unica cosa che può essere così piccola è un oggetto compatto, una stella di neutroni o un buco nero", dice Pasham. La forza del segnale pone anche vincoli sulla massa dell'oggetto. Non può essere superiore a 800 volte la massa del Sole, il che esclude l'interruzione delle maree di un buco nero di massa intermedia. Questo suggerisce anche un collasso del nucleo.
Le pulsazioni periodiche potrebbero essere prodotte da meccanismi diversi, a seconda di quale sia l'oggetto compatto. Se si tratta di una stella di neutroni, 4,4 millisecondi potrebbero essere la sua velocità di rotazione. Se si tratta di un buco nero, l'emissione potrebbe essere prodotta dal fallback, materiale esploso durante la supernova che ricade nel buco nero appena nato, generando emissioni di raggi X.
Tuttavia, ci sono ancora alcune domande senza risposta che rimangono per entrambi i modelli. Per una stella di neutroni, la ristrettezza della gamma di frequenza delle emissioni è difficile da spiegare. Per un buco nero, caratteristiche come la luminosità e la stabilità dei raggi X sono difficili da spiegare. Studi futuri anche su altri OSA potrebbero aiutare a risolvere questi problemi in sospeso, e potrebbero anche aiutarci a capire meglio alcuni degli oggetti più estremi dell'Universo.