Ένα μυστηριώδες και εξαιρετικά ισχυρό αντικείμενο, που βρέθηκε σε έναν κοντινό γαλαξία και μέχρι στιγμής είναι ορατό μόνο σε χιλιοστομετρικά ραδιοκύματα, μπορεί να αποτελεί ένα εντελώς νέο αστροφυσικό αντικείμενο, διαφορετικό από οτιδήποτε έχουν δει μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι.
Το αντικείμενο ονομάστηκε «Punctum» —από τη λατινική λέξη pūnctum που σημαίνει «σημείο» ή «κουκκίδα»— από μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής την Elena Shablovinskaia του Ινστιτούτου Αστροφυσικών Σπουδών στο Πανεπιστήμιο Diego Portales στη Χιλή. Η Shablovinskaia ανακάλυψε το μυστηριώδες αντικείμενο μέσα από την Μεγάλη Χιλιοστομετρική Διάταξη της Ατακάμα (ALMA). Πρόκειται για μια συμβολομετρική διάταξη 66 τηλεσκοπίων στην έρημο Ατακάμα, της Βόρειας Χιλής.
«Πέρα από τον κόσμο των υπερβολικά μεγάλων μαύρων οπών, το Punctum είναι πραγματικά ισχυρό», δήλωσε η Shablovinskaia στο Space.com. Οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν ακόμη τι ακριβώς είναι – το μόνο που γνωρίζουν είναι πως είναι συμπαγές, με εκπληκτικά δομημένο μαγνητικό πεδίο και, στην καρδιά του, είναι ένα αντικείμενο που εκπέμπει τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
«Όταν το βάλεις σε σύγκριση, το Punctum είναι εντυπωσιακά φωτεινό — 10.000 έως 100.000 φορές πιο λαμπρό από τa τυπικά μάγναστρα, περίπου 100 φορές πιο φωτεινό από τους μικροκβάζαρ και 10 έως 100 φορές πιο λαμπρό από σχεδόν κάθε γνωστή υπερκαινοφανή έκρηξη, με μόνο το Νεφέλωμα του Καρκίνου να το ξεπερνά ανάμεσα στις πηγές που σχετίζονται με άστρα στον γαλαξία μας», δήλωσε η Shablovinskaia.
Το Punctum βρίσκεται στον ενεργό γαλαξία NGC 4945, που αποτελεί έναν σχετικά κοντινό γείτονα του Γαλαξία μας, σε απόσταση 11 εκατομμυρίων ετών φωτός. Αυτή η απόσταση το τοποθετεί λίγο πέρα από τα όρια της Τοπικής Ομάδας. Ωστόσο, παρά την εγγύτητά του, δεν μπορεί να παρατηρηθεί στο ορατό φως ή σε ακτίνες Χ, αλλά μόνο σε χιλιοστομετρικά ραδιοκυμάτα. Αυτό κάνει το μυστήριο ακόμη μεγαλύτερο, αν και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) δεν έχει ακόμη εξετάσει το αντικείμενο στις κοντινές και μέσες υπέρυθρες ακτίνες.
Punctum: Τι θα μπορούσε να είναι;
Η φωτεινότητά του παρέμεινε σταθερή σε αρκετές παρατηρήσεις που έγιναν το 2023, γεγονός που σημαίνει ότι δεν πρόκειται για μια έκλαμψη ή κάποιο άλλο παροδικό φαινόμενο. Η ακτινοβολία σε χιλιοστομετρικά μήκη κύματος προέρχεται συνήθως από ψυχρά αντικείμενα, όπως νεαρούς πρωτοπλανητικούς δίσκους και μοριακά νέφη του διαστρικού χώρου. Ωστόσο, πολύ σταθερή φαινόμενα όπως τα κβάζαρ και τα πάλσαρ μπορούν επίσης να παράγουν ραδιοκύματα μέσω της λεγόμενης ακτινοβολίας σύγχροτρον, κατά την οποία φορτισμένα σωματίδια που κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός σπειροειδώς γύρω από γραμμές μαγνητικού πεδίου, εκπέμπουν ραδιοκύματα.
Αυτό που γνωρίζουμε για το Punctum είναι ότι, βάσει της έντονης πόλωσης του χιλιοστομετρικού φωτός του, πρέπει να διαθέτει ένα ιδιαίτερα δομημένο μαγνητικό πεδίο. Έτσι, η Shablovinskaia πιστεύει ότι αυτό που βλέπουμε από το Punctum είναι ακτινοβολία σύγχροτρον. Τα αντικείμενα με ισχυρή πόλωση τείνουν να είναι συμπαγή, επειδή τα μεγαλύτερα αντικείμενα έχουν χαοτικά μαγνητικά πεδία που σβήνουν την πόλωση.
Ίσως αυτή η ακτινοβολία σύγχροτρον να τροφοδοτείται από κάποιο μάγναστρο, εκτιμά η ομάδα — δηλαδή ένα πάλσαρ με εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, ενώ το οργανωμένο μαγνητικό πεδίο ενός μάγναστρου ταιριάζει στην περιγραφή, τα μάγναστρα (όπως και τα συνηθισμένα πάλσαρ) είναι πολύ πιο αμυδρά σε χιλιοστομετρικά μήκη κύματος σε σχέση με το Punctum.
Υπόλειμμα supernova;
Τα υπολείμματα σουπερνόβα, όπως το Νεφέλωμα του Καρκίνου, που είναι τα ακατάστατα εσωτερικά μέρη ενός άστρου που εξερράγη το 1054 μ.Χ., είναι φωτεινά σε μήκη κύματος χιλιοστού. Το πρόβλημα είναι ότι τα υπολείμματα σουπερνόβα είναι αρκετά μεγάλα — το Νεφέλωμα του Καρκίνου είναι περίπου 11 έτη φωτός σε διάμετρο — ενώ το Punctum είναι σαφώς ένα πολύ μικρότερο, συμπαγές αντικείμενο.
«Αυτή τη στιγμή, ξεχωρίζει μόνο το Punctum, το οποίο δεν ταιριάζει απόλυτα σε καμία γνωστή κατηγορία», εξηγεί η Shablovinskaia. «Κυριολεκτικά, δεν έχει εμφανιστεί τίποτα σαν αυτό σε καμία προηγούμενη χιλιοστομετρική μελέτη, κυρίως επειδή, μέχρι σήμερα, δεν έχουμε τίποτα τόσο ευαίσθητο και τόσο υψηλής ανάλυσης όπως το ALMA».
Υπάρχει η παρατήρηση ότι το Punctum θα μπορούσε απλώς να είναι μια εξαίρεση: μια ακραία εκδοχή ενός ήδη γνωστού αντικειμένου, όπως ένας μάγναστρο σε ασυνήθιστο περιβάλλον, ή ένα υπόλειμμα σούπερνοβα που αλληλεπιδρά με πυκνό υλικό. Για την ώρα, όμως, αυτά είναι μόνο υποθέσεις χωρίς υποστηρικτικά στοιχεία. Είναι πιθανό το Punctum να είναι πράγματι, το πρώτο από ένα νέο είδος αστροφυσικού αντικειμένου που δεν έχουμε δει μέχρι τώρα, απλώς επειδή είναι ανιχνεύσιμο μόνο με το ALMA.
Στην περίπτωση του Punctum, είναι 100 φορές πιο αμυδρό από τον ενεργό πυρήνα του NGC 4945, ο οποίος τροφοδοτείται από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που «τρώει» υλικό που πέφτει μέσα της. Το Punctum πιθανότατα δεν θα είχε παρατηρηθεί καθόλου στα δεδομένα του ALMA αν δεν ήταν για τον εξαιρετικά ισχυρό πολωτικό του χαρακτήρα.
Περαιτέρω παρατηρήσεις με το ALMA σίγουρα θα βοηθήσουν στο να κατανοήσουμε καλύτερα τι είδους αντικείμενο είναι το Punctum. Οι παρατηρήσεις που ανακάλυψαν το Punctum εστίαζαν στον φωτεινό ενεργό πυρήνα του NGC 4945. Ήταν δηλαδή, καθαρή τύχη η παρατήρηση του Punctum σε ορατό φως. Μελλοντικές παρατηρήσεις του ALMA που θα στοχεύουν απευθείας στο Punctum θα μπορούσαν να φτάσουν σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα θορύβου, χωρίς να ανησυχούν για την υπερ-έκθεση του φωτεινού πυρήνα του γαλαξία, και θα μπορούσαν επίσης να παρατηρηθούν σε διαφορετικές συχνότητες.
Η μεγαλύτερη βοήθεια θα μπορούσε να προέλθει ενδεχομένως από το JWST. Αν καταφέρει να δει ένα υπέρυθρο ισοδύναμο, τότε η μεγαλύτερη ανάλυσή του θα μπορούσε να βοηθήσει στην αναγνώριση του Punctum.
«H υψηλή ανάλυση του JWST και το ευρύ φασματικό του βεληνεκές, θα μπορούσε ν’ αποκαλύψει αν η εκπομπή του Punctum, προέρχεται αμιγώς από το σύγχροτρον ή αν περιλαμβάνει σκόνη ή γραμμές εκπομπών», εξηγεί η Shablovinskaia.
Για την ώρα, όλα είναι υποθέσεις και το μόνο που μπορεί να ειπωθεί, είναι πως, οι αστρονόμοι έχουν στα χέρια τους ένα πραγματικό μυστήριο που τους δημιουργεί σύγχυση. «Σε κάθε περίπτωση», κατέληξε η Shablovinskaia, «το Punctum μας δείχνει ότι υπάρχει ακόμα πολλά να ανακαλύψουμε στον ουρανό.»
Η μελέτη στην οποία περιγράφεται η ανακάλυψη του Punctum έγινε δεκτή για δημοσίευση στο Astronomy & Astrophysics: astro.ph.
