Naukowcy zaskoczeni. Czarna dziura zdradziła lokalizację, gdy rozerwała gwiazdę

Astronomowie znaleźli do tej pory prawie 100 przypadków niszczenia gwiazd przez masywne czarne dziury. Zdecydowana większość dotyczy supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk. Tym razem naukowcy natrafili jednak na bardziej osobliwy przypadek. Międzynarodowy zespół kierowany przez astronomów z University of California w Berkeley w USA zaobserwował zdarzenie rozerwania pływowego gwiazdy (ang. tidal disruption event, w skrócie TDE) przez masywną czarną dziurę znajdującą się daleko od centrum galaktyki. Co więcej, w centrum tej galaktyki znajduje się inna masywna czarna dziura, mająca 100 milionów mas Słońca.

Niespodziewana lokalizacja. Czarnia dziura zaskoczyła badaczy

Analizowana czarna dziura ma masę około 1 miliona mas Słońca i skrywała się w zewnętrznych obszarach centralnego zgrubienia galaktycznego. Jej istnienie zdradziło promieniowanie świetlne, spowodowane niszczeniem gwiazdy. Na skutek działania sił pływowych, wywołanych przez pole grawitacyjne czarnej dziury, gwiazda ulega rozciągnięciu w strumień materii, z której część zaczęła spadać na czarną dziurę, generując promieniowanie.

Jak tłumaczy Yuhan Yao, będąca na stażu podoktorskim na University of California, która jest pierwszą autorką publikacji, klasycznym miejscem, w którym spodziewamy się masywnych czarnych dziur, jest centrum galaktyki, i to tam zwykle szuka się zjawisk rozerwania pływowego. Zjawiska te przewidziano teoretycznie w latach 70. ubiegłego wieku, a zaobserwowano po raz pierwszy w latach 90. - Nasz przypadek znajduje się natomiast 2600 lat świetlnych od centrum. To pierwszy odkryty optycznie przypadek zjawiska TDE nie w centrum galaktyki - podkreśliła Yao.

• Astronomowie zajrzeli do serca czarnej dziury. To może być przełom w badaniu kosmosu
• Tam może być życie. Naukowcy wskazali typ planet
• Super-Ziemia blisko nas. Są sygnały, że może sprzyjać rozwojowi życia

Tym samym wiadomo teraz, iż galaktyka posiada dwie masywne czarne dziury. Nie jest to zaskakujące, bo galaktyki zderzają się ze sobą, a jeśli każda z nich miała swoją masywną czarną dziurę, to po połączeniu będą dwie. Przynajmniej do czasu, aż obie czarne dziury nie połączą się ze sobą.

Obserwacje optyczne potwierdzone przez dane radiowe i rentgenowskie 

Zjawisko, które nazwano AT2024tvd, zostało wykryte 25 sierpnia 2024 roku przez Zwicky Transient Facility, kamerę optyczną zamontowaną na Teleskopie Samuela Oschina w Obserwatorium Palomar koło San Diego w USA. Następnie potwierdzono je przy pomocy obserwacji radiowych, rentgenowskich i innymi teleskopami optycznymi, w tym Kosmicznym Teleskopem Hubble’a. Odkrycie jest przykładem, że systematyczne poszukiwania zjawisk TDE pozwolą wykryć więcej samotnych czarnych dziur. Jest to też dobra wiadomość dla planowanej misji kosmicznej LISA, która będzie szukać fal grawitacyjnych wywołanych łączeniem się czarnych dziur, takich jak opisywana.

Istnienie masywnej czarnej dziury wędrującej samotnie przez galaktykę można wyjaśnić na dwa sposoby. Może pochodzić ona z jądra małej galaktyki wchłoniętej dawno temu przez większą. Teraz albo porusza się po trajektorii wyrzucającej ją z galaktyki, albo została związana na orbicie, która ostatecznie może doprowadzić ją do połączenia z supermasywną czarną dziurą w centrum. Drugi scenariusz to trzy czarne dziury znajdujące się w centrum galaktyki, z których na przykład dwie połączyły się, a trzecia została wyrzucona w dalszy rejon galaktyki. Publikacja opisująca wyniki badań ukazała się w "The Astrophysical Journal Letters".

• Zbadano próbki z Księżyca. Jest tam woda, teraz wiadomo skąd pochodzi
• Kosmos i zagłada dinozaurów. Winna asteroida z końca Układu Słonecznego
• Historia Wszechświata i superkomputery. Dzięki wirtualnym modelom poznajemy szczegóły z przeszłości kosmosu

Źródła: PAP/pg/k