È difficile comprendere la vasta vacuità dello spazio. Soprattutto quando rileviamo firme strane, come esplosioni luminose che non sono né brillanti né lunghe come le supernova tradizionali, che hanno origine nel vuoto insondabile.
Ma un team di astronomi sta ora iniziando a capire questi cosiddetti transitori ricchi di calcio, spesso indicati come le supernovae più solitarie dell'Universo, ipotizzando che siano creati da collisioni tra stelle bianche nane e stelle di neutroni - entrambe le quali sono state lanciate fuori dalla loro galassia.
“Uno degli aspetti più strani è che sembrano esplodere in luoghi insoliti. Ad esempio, se guardi una galassia, ti aspetti che qualsiasi esplosione sia approssimativamente in linea con la luce sottostante che vedi da quella galassia, poiché è lì che si trovano le stelle ”, ha detto l'autore principale Joseph Lyman dell'Università di Warwick in una stampa pubblicazione. "Tuttavia, una grande parte di questi sta esplodendo a enormi distanze dalle loro galassie, dove il numero di sistemi stellari è minuscolo".
Il team ha indovinato che potrebbero esserci galassie nane molto deboli, che si nascondono sotto il limite di rilevazione, ma non ha trovato nulla con i nostri migliori telescopi, vale a dire il Very Large Telescope in Cile e il Hubble Space Telescope.
"Quindi la domanda diventa: come ci sono arrivati?" rifletté Lyman. Circa un terzo di questi eventi si verificano ad almeno 65 mila anni luce di distanza da una potenziale galassia ospite.
Abbiamo scoperto dozzine di cosiddette stelle ipervelocità - stelle singole che sfuggono alla loro galassia domestica, viaggiando rapidamente attraverso lo spazio intergalattico - e persino un ammasso globulare in fuga. La natura ha chiaramente un modo di espellere i sistemi da un'intera galassia, probabilmente attraverso un'interazione con il buco nero supermassiccio in agguato nel centro di quella galassia.
Quindi è fattibile che la fonte di queste supernovae sia stata cacciata per la prima volta dalla sua galassia ospite. Ma il secondo enigma si chiedeva quale tipo di sistema avrebbe potuto causare una tale strana esplosione.
Precedenti studi hanno dimostrato che il calcio comprende fino alla metà del materiale espulso in questi transitori, rispetto a solo una piccola frazione delle supernovae normali. Non è chiaro come spiegare un sistema così ricco di calcio.
Quindi il team di ricerca ha confrontato i propri dati con esplosioni di raggi gamma di breve durata, che sono anche esplose in luoghi remoti senza che sia stata rilevata una galassia coincidente. Pensiamo che queste esplosioni enigmatiche si verifichino quando due stelle di neutroni si scontrano o quando una stella di neutroni si fonde con un buco nero.
Purtroppo, il team di ricerca ha scoperto che se una stella di neutroni si scontrasse con una nana bianca, l'esplosione non solo avrebbe fornito energia sufficiente per generare la bassa luminosità dei transitori ricchi di calcio, ma avrebbe anche prodotto materiale ricco di calcio.
"Ciò che quindi proponiamo è che questi siano sistemi che sono stati espulsi dalla loro galassia", ha detto Lyman. “Un buon candidato in questo scenario è una nana bianca e una stella di neutroni in un sistema binario. La stella di neutroni si forma quando una stella massiccia diventa supernova. Il meccanismo dell'esplosione della supernova fa sì che la stella di neutroni venga "calciata" a velocità molto elevate (100s di km / s). Questo sistema ad alta velocità può quindi sfuggire alla sua galassia e se il sistema binario sopravvive al calcio, la nana bianca e la stella di neutroni si fonderanno causando il transiente esplosivo. "
Ogni fusione dovrebbe anche produrre esplosioni di raggi gamma ad alta energia, motivando ulteriori osservazioni di eventuali nuovi esempi.
Il documento è stato pubblicato oggi sulla rivista Monthly Monthly of the Royal Astronomical Society ed è disponibile online.
