Η Μαύρη Τρύπα Καταβροχθίζει το Αστέρι, εξαπολύει 10 τρισεκατομμύρια ηλιακή έκλαμψη | Διάστημα

Η ιδέα του καλλιτέχνη για μια μαύρη τρύπα που τεμαχίζει ένα αστέρι, γνωστό ως γεγονός παλιρροϊκής διαταραχής, προκαλώντας μια τεράστια έκλαμψη. Πιστώσεις εικόνας:Caltech/R. Hurt (IPAC).

Το 2018, ένα κομμάτι του ουρανού 11 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά εξερράγη ξαφνικά με φως. Οι ερευνητές θεώρησαν ότι ο γαλαξίας φαινόταν αρκετά συνηθισμένος, με μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του που τροφοδοτείται αθόρυβα από κοσμικό αέριο. Αλλά το ξέσπασμα το έκανε 40 φορές πιο φωτεινό σχεδόν σε μια νύχτα. Τώρα, σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy, οι ερευνητές συγκέντρωσαν τι θα μπορούσε να έχει συμβεί και δεν είναι αυτό που περίμεναν.

Ο πρώτος ύποπτος, ένας σουπερνόβα, αποκλείστηκε. Αντίθετα, ένα τεράστιο αστέρι, πιθανώς περίπου 30 φορές τη μάζα του Ήλιου μας, διαλύθηκε από τη βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας εκατοντάδες εκατομμύρια φορές μεγαλύτερης μάζας. Το συμβάν, που έχει καταγραφεί ως J2245+3743, τώρα ξαναγράφει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατανοούν τα βίαια οικοσυστήματα γύρω από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.

Κοσμικό Πυροτέχνημα

Οι περισσότεροι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, έχουν μεγάλες μαύρες τρύπες στο κέντρο τους. Πρόκειται για υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που μπορεί να έχουν δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο. Οι μαύρες τρύπες είναι, σχεδόν εξ ορισμού, σκοτεινές. Αλλά όταν υπάρχει αέριο, σκόνη ή ατυχή αστέρια κοντά τους, η τεράστια βαρυτική χοάνη της μαύρης τρύπας διοχετεύεται σε έναν στροβιλιζόμενο δίσκο που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης.

Αυτός ο δίσκος προσαύξησης θερμαίνεται εξαιρετικά λόγω τριβής. Στην πραγματικότητα, γίνεται τόσο ζεστό που λάμπει, και αυτή η λάμψη είναι ορατή σε όλο το σύμπαν. Όταν συμβαίνει αυτή η λάμψη, οι αστρονόμοι την αποκαλούν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα ή AGN. Ένα AGN είναι, στην ουσία, το ορατό «ρεψίματα» μιας τροφοδοτούμενης μαύρης τρύπας.

Καλλιτεχνική εικόνα ενός δίσκου προσαύξησης μαύρης τρύπας. Εικόνα μέσω Wiki Commons.

Είναι δύσκολο για τους αστρονόμους να αναγνωρίσουν κάτι ως AGN. Έτσι, αντί αυτού, ξεκίνησαν αποκλείοντας τα άλλα ενδεχόμενα. Η πρώτη επιλογή που απέκλεισαν ήταν ένα σουπερνόβα (ένα αστέρι που εκρήγνυται), το οποίο είναι πάντα ύποπτο για υπερφωτεινά γεγονότα. Η ενέργεια της εκδήλωσης ήταν πολύ μεγάλη. Ο επόμενος ύποπτος ήταν ο βαρυτικός φακός, όπου ένας πιο κοντινός γαλαξίας μεγεθύνει το φως από μια μακρινή πηγή. Απέκλεισαν επίσης αυτή την επιλογή. Η έκρηξη ακτίνων γάμμα ή οι ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας επίσης δεν το εξηγούσαν, καθώς δεν κατέγραψαν τέτοια ακτινοβολία.

Η μόνη πιθανότητα που απέμενε ήταν μια εξαιρετική:ένα συμβάν παλιρροϊκής διακοπής ή TDE.

Όταν τα αστέρια έρχονται πολύ κοντά

Μια TDE συμβαίνει όταν ένα αστέρι ξεφεύγει πολύ κοντά σε μια μαύρη τρύπα και τεμαχίζεται από τη βαρύτητα του. Ένα μέρος των αστρικών συντριμμιών εκτοξεύεται προς τα έξω, ενώ τα άλλα σπείρες προς τα μέσα, θερμαίνονται και λάμπουν με απίστευτη ένταση. Αυτά τα συμβάντα είναι σπάνια, αλλά οι ερευνητές τα έχουν παρατηρήσει στο παρελθόν. Ωστόσο, δεν έχουμε δει ποτέ TDE να εμφανίζεται μέσα σε έναν ήδη ενεργό γαλαξιακό πυρήνα.

Αυτό κάνει την όλη εκδήλωση πολύ πιο δυνατή. Το ίδιο το αστέρι ενισχύει την ενέργεια του δίσκου προσαύξησης, δημιουργώντας μια μεγαλύτερη και φωτεινότερη έκλαμψη. Σε αυτή την περίπτωση, το ίδιο το αστέρι ήταν αρκετά μεγάλο, με μάζα 30-100 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας. Αν πράγματι ισχύει αυτό, θα σήμαινε ότι το J2245+3743 είναι η πιο ενεργητική παλιρροϊκή διαταραχή που έχει δει ποτέ μια μακρινή βολή. Η φωτεινότητα ήταν ισοδύναμη με αυτή των 10 τρισεκατομμυρίων Ήλιων.

"Αυτή η έκλαμψη είναι 30 φορές πιο ισχυρή από την προηγούμενη πιο ισχυρή παροδική AGN. Πολύ λίγα φυσικά γεγονότα στο Σύμπαν μπορούν να απελευθερώσουν τόση ηλεκτρομαγνητική ενέργεια", γράφουν οι ερευνητές στη μελέτη.

Αυτό αναγκάζει τους αστρονόμους να ξανασκεφτούν πώς τρέφονται οι μαύρες τρύπες. Εάν καταφέρουν να διαλύσουν τεράστια αστέρια μέσα στους δικούς τους δίσκους προσαύξησης, μπορεί να τρέφονται πολύ πιο αποτελεσματικά από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Αυτά τα "AGN-TDEs" θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις ξαφνικές εκρήξεις ανάπτυξης σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες κατά τη διάρκεια του πρώιμου σύμπαντος, όταν οι γαλαξίες ήταν ακόμα νέοι και χαοτικοί.

Οι ερευνητές πιστεύουν επίσης ότι υπάρχουν πιθανώς πολλά περισσότερα τέτοια γεγονότα που έχουν συμβεί, αλλά απλώς δεν είχαμε τα εργαλεία για να τα παρακολουθήσουμε σωστά. Οι μελλοντικές έρευνες του ουρανού, όπως το Παρατηρητήριο Vera Rubin's Legacy Survey of Space and Time (LSST), θα διευκολύνουν τη σύλληψή τους. Το τηλεσκόπιο Rubin θα σαρώνει ολόκληρο τον ορατό ουρανό κάθε λίγες νύχτες, εντοπίζοντας ενδεχομένως χιλιάδες παροδικές εκλάμψεις κάθε χρόνο.

Η μελέτη «Μια εξαιρετικά φωτεινή έκλαμψη που καταγράφηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα» δημοσιεύτηκε στο Nature .