Οι αστρονόμοι απαθανάτισαν μια μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ένα αστέρι σε μια «φρενίτιδα υπερβολικής τροφοδοσίας»

Νωρίτερα φέτος, οι αστρονόμοι έπιασαν ένα ασυνήθιστα φωτεινό σήμα στα συστήματα ακτίνων Χ, οπτικών και ραδιοφωνικών συστημάτων, που ονομάστηκε AT 2022cmc. Τώρα έχουν καθορίσει ότι η πιο πιθανή πηγή αυτού του σήματος είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ένα αστέρι σε μια «φρενίτιδα υπερτροφοδότησης», εκτοξεύοντας πίδακες ύλης σε αυτό που είναι γνωστό ως γεγονός παλιρροϊκής διαταραχής (TDE). σύμφωνα με ΝΕΟ ΦΥΛΛΟ Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, είναι ένα από τα βιβλία ρεκόρ: το στο μέγιστο βαθμό έτσι Μέχρι στιγμής, είναι περίπου 8,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Οι συγγραφείς εκτιμούν ότι ο πίδακας από το TDE ταξιδεύει με το 99,99 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός, πράγμα που σημαίνει ότι η μαύρη τρύπα κλονίζει πραγματικά την αστρική της αναδιάρθρωση. “Πιθανότατα καταβροχθίζει το αστέρι με ρυθμό μισής μάζας του ήλιου ετησίως.” είπε ο συν-συγγραφέας Dheeraj “DJ” Pasham από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ. «Πολλές παλιρροϊκές διαταραχές συμβαίνουν νωρίς, και μπορέσαμε να ανιχνεύσουμε αυτό το συμβάν στην αρχή, μέσα σε μία εβδομάδα από τη στιγμή που η μαύρη τρύπα άρχισε να τρέφεται από το αστέρι».

όπως είμαστε Το ανέφερα προηγουμένωςΕίναι μια κοινή παρανόηση ότι οι μαύρες τρύπες συμπεριφέρονται Σαν κοσμικές ηλεκτρικές σκούπεςΑπορροφούν άπληστα κάθε ουσία στο περιβάλλον τους. Στην πραγματικότητα, μόνο αντικείμενα πέρα ​​από τον ορίζοντα γεγονότων – συμπεριλαμβανομένου του φωτός – καταπίνονται και δεν μπορούν να ξεφύγουν, αν και οι μαύρες τρύπες είναι επίσης χαοτικοί τρώγοι. Αυτό σημαίνει ότι μέρος της ύλης του σώματος αποβάλλεται με έναν ισχυρό πίδακα.

Εάν αυτό το αντικείμενο είναι αστέρι, η διαδικασία του σχίσιμου (ή του «σχίσματος») από τις ισχυρές βαρυτικές δυνάμεις της μαύρης τρύπας συμβαίνει έξω από τον ορίζοντα γεγονότων και μέρος της αρχικής μάζας του άστρου εκτινάσσεται βίαια προς τα έξω. Και αυτό, με τη σειρά του, μπορεί να διαμορφωθεί περιστρεφόμενος δακτύλιος ύλης (γνωστός και ως δίσκος συσσώρευσης) γύρω από τη μαύρη τρύπα που εκπέμπει ισχυρές ακτίνες Χ και ορατό φως – και μερικές φορές ραδιοκύματα. Ο φυσικός John Wheeler περιέγραψε κάποτε τα ρέοντα TDE ως «ένας σωλήνας οδοντόκρεμας που κολλάει σφιχτά γύρω από τη μέση του», με υλικό να εκτοξεύεται σε κάθε άκρο. Το TDE είναι ένας τρόπος με τον οποίο οι αστρονόμοι μπορούν να συμπεράνουν έμμεσα την παρουσία μιας μαύρης τρύπας.

Για παράδειγμα, το 2018, οι αστρονόμοι ανακοίνωσαν Πρώτη ζωντανή φωτογραφία Η πτώση από ένα αστέρι που διαλύεται από μια μαύρη τρύπα 20 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο μας βρίσκεται σε ένα ζευγάρι συγκρουόμενων γαλαξιών που ονομάζεται Arp 299, περίπου 150 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Ένα χρόνο αργότερα, οι αστρονόμοι σκόραραν Οι τελικοί θανατηφόροι δονήσεις από ένα αστέρι που τεμαχίστηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, που ονομάζεται AT 2019qiz, η οποία παρείχε τις πρώτες άμεσες ενδείξεις ότι το αέριο που ρέει κατά τη διάρκεια αναταράξεων και συσσώρευσης παράγει ισχυρές εκπομπές φωτός και ραδιοφώνου που παρατηρήθηκαν προηγουμένως. Τον Ιανουάριο, οι αστρονόμοι εντόπισαν ένα δεύτερο υποψήφιο TDE στο ραδιοσύστημα (με το όνομα J1533+2727) σε αρχειακά δεδομένα που συλλέχθηκαν από το τηλεσκόπιο Very Large Array (VLA) στο Νέο Μεξικό.

Οι αστρονόμοι το εντόπισαν για πρώτη φορά στα 2022 cc τον Φεβρουάριο και Αμέσως μεταμορφώθηκε Πολλαπλά τηλεσκόπια λειτουργούν σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος προς την πηγή. Αυτά τα όργανα περιελάμβαναν ένα τηλεσκόπιο ακτίνων Χ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό που ονομάζεται Ερευνητής Εσωτερικής Σύνθεσης Αστέρων Νετρονίων (NICER). Το φωτεινό σήμα -υπολογισμένο ως το ισοδύναμο του φωτός από 1.000 τρισεκατομμύρια ήλιους- θα μπορούσε να ήταν μια έκρηξη ακτίνων γάμμα από την κατάρρευση ενός τεράστιου αστεριού. Αλλά τα δεδομένα αποκάλυψαν μια πηγή 100 φορές πιο ισχυρή από την πιο ισχυρή έκρηξη ακτίνων γάμμα που είναι γνωστή.

“Το φάσμα μας μας είπε ότι η πηγή ήταν καυτή: περίπου 30.000 μοίρες, που είναι τυπικό για ένα TDE.” είπε ο συν-συγγραφέας Matt Nicholl από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ. “Αλλά είδαμε επίσης κάποια απορρόφηση φωτός από τον γαλαξία όπου συνέβη αυτό το γεγονός. Αυτές οι γραμμές απορρόφησης μετατοπίστηκαν δραματικά προς τα κόκκινα μήκη κύματος, λέγοντάς μας ότι αυτός ο γαλαξίας ήταν πολύ πιο μακριά από ό,τι περιμέναμε.”

Λόγω της φωτεινότητας και της μεγαλύτερης διάρκειας του AT 2022cmc, οι αστρονόμοι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι πρέπει να τροφοδοτείται από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Τα δεδομένα ακτίνων Χ έδειξαν επίσης ένα «επεισόδιο ακραίας συσσώρευσης». Τότε σχηματίζεται μια δίνη από συντρίμμια όταν το άτυχο αστέρι πέφτει στη μαύρη τρύπα. Αλλά η φωτεινότητα ήταν ακόμα μια έκπληξη, δεδομένης της απόστασης της πηγής από τη Γη. Οι συγγραφείς το αποδίδουν σε κάτι που ονομάζεται «βελτίωση Doppler», το οποίο συμβαίνει όταν το αεροπλάνο κατευθύνεται κατευθείαν προς το έδαφος, όπως ακριβώς ενισχύεται μια διερχόμενη σειρήνα. Το AT 2022cmc είναι το τέταρτο TDE ενισχυμένο μόνο με Doppler μέχρι σήμερα. Το τελευταίο αποκαλύφθηκε το 2011.

DOI: Nature Astronomy, 2022. 10.1038 / s41550-022-01820-x (Σχετικά με τα DOI).