Przechwycona gwiazda doświadczyła kilku bliskich spotkań z supermasywną czarną dziurą w odległej galaktyce – i być może nawet uniknęła rozdzierania materii dzięki jej potężnym siłom pływowym grawitacji.
zniszczyć gwiazda przez siły grawitacyjne Gigantyczna czarna dziura Jest to gwałtowna sprawa znana jako zdarzenie zakłóceń pływowych (TDE). Gaz jest odrywany od gwiazdy i przechodzi proces „spaghettichenizacji”, w którym jest rozdrabniany i rozciągany w strumienie gorącej materii, które opływają wokół gwiazdy. Czarna dziura, tworząc tymczasowy i bardzo jasny dysk akrecyjny. Z naszego punktu widzenia centrum galaktyka Supermasywna czarna dziura wydaje się świecić.
8 września 2018 r. All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) wykrył poświatę w jądrze odległej galaktyki oddalonej o 893 miliony lat świetlnych. Rozbłysk został sklasyfikowany jako AT2018fyk i miał wszystkie cechy TDE. Różne teleskopy rentgenowskie, w tym teleskopy NASA Szybkiw Europie XMM-Newton, Ładny Instrument zainstalowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, niemiecki AerositaZauważ, że czarna dziura świeci jasno. Zwykle TDE wykazują płynny spadek jasności na przestrzeni kilku lat, ale kiedy astronomowie spojrzeli wstecz na AT2018fyk około 600 dni po ich pierwszej obserwacji, promieniowanie rentgenowskie szybko zniknęło. Co jeszcze bardziej zastanawiające, 600 dni później czarna dziura nagle wybuchła ponownie. Co się stało?
Powiązany: 8 sposobów, dzięki którym wiemy, że czarne dziury naprawdę istnieją
„Do tej pory zakładano, że kiedy zobaczymy następstwa bliskiego spotkania gwiazdy z supermasywną czarną dziurą, wynik będzie śmiertelny dla gwiazdy, to znaczy, że gwiazda zostanie całkowicie zniszczona” – powiedział Thomas Weavers, astronom w Europejskim Obserwatorium Południowym i autor nowych badań nad tym wydarzeniem. , w a stwierdzenie. „Ale w przeciwieństwie do wszystkich innych znanych nam TDE, kiedy kilka lat później ponownie skierowaliśmy nasze teleskopy w to samo miejsce, odkryliśmy, że ponownie się rozjaśniły”.
Wevers kierował zespołem astronomów, którzy zdali sobie sprawę, że powtarzające się rozbłyski były sygnaturą gwiazdy, która przetrwała TDE i zakończyła kolejną orbitę dla drugiego TDE. Aby w pełni wyjaśnić to, co zaobserwowali, grupa Weversa opracowała model „częściowo powtarzającego się TDE”.
W ich modelu gwiazda była kiedyś członkinią tzw system binarny który przeszedł w pobliżu czarnej dziury w centrum jej galaktyki. Grawitacja czarnej dziury odepchnęła jedną z gwiazd i zamieniła się w ucieczkę Gwiazda prędkości Ścigaj się z prędkością 600 mil (1000 km) na sekundę poza galaktyką. Druga gwiazda została ciasno zaprzęgnięta do czarnej dziury na 1200-dniowej eliptycznej orbicie, która doprowadziła ją do tego, co naukowcy nazywają promieniem pływowym – odległości od czarnej dziury, w której gwiazda zaczyna być rozdzierana przez pływy grawitacyjne emanujące z czarna dziura.
Ponieważ gwiazda nie znajdowała się w promieniu pływów, tylko część jej materii została usunięta, pozostawiając gęste gwiezdne jądro, które kontynuowało swoją orbitę wokół czarnej dziury. Materia, którą czarna dziura wyciąga z gwiazdy, potrzebuje około 600 dni, aby uformować dysk akrecyjny, więc zanim astronomowie zobaczyli blask systemu, gwiazda była bezpieczna, blisko najdalszego punktu na swojej orbicie.
Ale kiedy jądro gwiazdy zaczęło ponownie zbliżać się do czarnej dziury, około 1200 dni po ich pierwszym spotkaniu, gwiazda ponownie zaczęła odzyskiwać część swojej materii z dysku akrecyjnego, powodując nagłe wygaszenie emisji promieniowania rentgenowskiego. „Kiedy jądro wraca do czarnej dziury, zasadniczo kradnie cały gaz z czarnej dziury poprzez grawitację, w wyniku czego nie gromadzi się materia, więc system staje się ciemny” – powiedział Dheeraj Pasham, współautor badania i astrofizyk w czasopiśmie Science. Massachusetts Institute of Technology, zgodnie z oświadczeniem.
Ale czarna dziura powaga Szybko odwzajemnia przysługę i kradnie więcej przedmiotów, gdy gwiazda się zbliża. Tak jak miało to miejsce podczas pierwszego spotkania, od powstania dysku akrecyjnego przez czarną dziurę do powstania dysku akrecyjnego upływa 600 dni, co wyjaśnia, dlaczego poświata rentgenowska została wznowiona, kiedy to się stało.
Na podstawie orbity gwiazdy zespół Wavers oszacował, że czarna dziura ma masę około 80 milionów mas Słońca, czyli około 20 mas czarnej dziury w centrum naszej planety. droga MlecznaI łuk a*.
Zespół tkaczy nie będzie musiał długo czekać, aby przekonać się, czy teoria okaże się prawdziwa. Naukowcy spodziewają się, że AT2018fyk ponownie pociemnieje w sierpniu, kiedy jądro gwiazdy ponownie się włączy, i znów stanie się jaśniejszy w marcu 2025 r., kiedy nowy materiał zacznie gromadzić się na czarnej dziurze.
Istnieje jednak potencjalna komplikacja związana z utratą masy przez czarną dziurę. Ilość utraconej masy zależy częściowo od prędkości rotacji gwiazdy, na którą może wpływać czarna dziura. Gdyby gwiazda wirowała wystarczająco szybko, aby się rozpaść, czarna dziura z łatwością ukradłaby materię, zwiększając utratę masy.
„Jeśli utrata masy wynosi tylko 1%, spodziewalibyśmy się, że gwiazda przetrwa znacznie więcej spotkań, podczas gdy jeśli jest bliższa 10%, gwiazda mogła już zostać zniszczona” – mówi Eric Coughlin, współautor badania z Syracuse University w Nowym Jorku, powiedział w oświadczeniu.
Niezależnie od tego, powtarzające się częściowe TDE i TDE zapewniają rzadkie wgląd w życie supermasywnych czarnych dziur, których normalnie nie możemy wykryć, ponieważ śpią. Jest to ważne, aby zmierzyć ich masę i określić, jak ewoluowały czarne dziury, a następnie, jak ewoluowała galaktyka wokół czarnej dziury w całej historii kosmosu.
Wyniki zostały zaprezentowane na 241. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego i opublikowane w czasopiśmie Listy z dziennika astrofizycznegooba 12 stycznia.
Śledź Keitha Coopera na Twitterze @21stCenturySETI. Podążaj za nami na Twitterze @ćwierkać i dalej Facebook.
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
