Ένα αστέρι σαν τον Ήλιο, που βρίσκεται σε έναν γαλαξία περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, τρώγεται από μια μαύρη τρύπα, χάνοντας μάζα ισοδύναμη με τρεις επίγειους πλανήτες με κάθε κοντινό πέρασμα.
Η τεράστια έκρηξη ακτίνων Χ που ανακαλύφθηκε από αστρονόμους στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ υποδηλώνει ότι η ύλη με μάζα τριπλάσια μάζα της Γης καίγεται Μαύρη τρύπα.
Ένα αστέρι όπως ο Ήλιος μας σε έναν κοντινό γαλαξία τρώγεται σταδιακά από μια μικρή αλλά αρπακτική μαύρη τρύπα, χάνοντας τη μάζα που ισοδυναμεί με τρεις επίγειους πλανήτες κάθε φορά που περνά από δίπλα.
Η ανακάλυψη από αστρονόμους στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ αναφέρθηκε στις 7 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Αστρονομία της φύσης Παρέχει τον «κρίκο που λείπει» στις γνώσεις μας για τις μαύρες τρύπες που διαταράσσουν τα αστέρια που περιφέρονται. Δείχνει ότι υπάρχει ένας ολόκληρος πληθυσμός αστεριών σε διαδικασία κατανάλωσης που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.
Η ομάδα υποστηρίχθηκε από τη Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου και το Συμβούλιο Επιστημονικών και Τεχνολογικών Εγκαταστάσεων του Ηνωμένου Βασιλείου (STFC).
Λεπτομέρειες ανακάλυψης
Οι αστρονόμοι ειδοποιήθηκαν για την επικείμενη καταστροφή του άστρου από μια φωτεινή λάμψη ακτίνων Χ που φαινόταν να προέρχεται από το κέντρο του κοντινού γαλαξία 2MASX J02301709+2836050, περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τον γαλαξία. Γαλαξίας. Ο αστεροειδής ονομάστηκε Swift J0230 και παρατηρήθηκε τη στιγμή που πρωτοεμφανίστηκε χρησιμοποιώντας ένα νέο όργανο που αναπτύχθηκε από επιστήμονες για το Παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift. Προγραμμάτισαν γρήγορα πιο γρήγορες παρατηρήσεις του και διαπίστωσαν ότι αντί να ξεθωριάσει όπως αναμενόταν, θα έλαμπε έντονα για 7 έως 10 ημέρες και στη συνέχεια θα σβήσει ξαφνικά, επαναλαμβάνοντας αυτή τη διαδικασία περίπου κάθε 25 ημέρες.
Μια οπτική εικόνα του γαλαξία στον οποίο συνέβη το νέο συμβάν, λαμβάνεται από τα αρχειακά δεδομένα του PanSTARRS. Το αντικείμενο ακτίνων Χ βρίσκεται κάπου μέσα στον λευκό κύκλο και έχει μέγεθος περίπου κεφαλής καρφίτσας στα 100 μέτρα. Παρουσιάζεται επίσης η θέση ενός σουπερνόβα ηλικίας δύο ετών. Πηγή: Daniele B. malisani/panstars
Συνδέστε τα κομμάτια που λείπουν
Παρόμοια συμπεριφορά έχει παρατηρηθεί στις λεγόμενες οιονεί περιοδικές εκρήξεις και τις περιοδικές πυρηνικές εκρήξεις, όπου το αστέρι έχει υλικό που διασπάται από μια μαύρη τρύπα καθώς την πλησιάζει η τροχιά του, αλλά διαφέρουν στον αριθμό των φορών που εκρήγνυνται και σε είτε εκραγούν είτε όχι. Η έκρηξη σε ακτίνες Χ ή οπτικό φως είναι κυρίαρχη. Η κανονικότητα των εκπομπών του Swift J0230 μειώθηκε μεταξύ των δύο, υποδηλώνοντας ότι αποτελεί τον «ελλείποντα κρίκο» μεταξύ των δύο τύπων εκρήξεων.
Χρησιμοποιώντας ως οδηγό τα προτεινόμενα μοντέλα αυτών των δύο κατηγοριών γεγονότων, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η έκρηξη του Swift J0230 αντιπροσωπεύει ένα αστέρι παρόμοιο σε μέγεθος με τον Ήλιο μας σε μια ελλειπτική τροχιά γύρω από μια μικρής μάζας μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία του. . Καθώς η τροχιά του αστεριού πλησιάζει την έντονη βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας, ύλη ισοδύναμη με τη μάζα τριών επίγειων πλανητών αφαιρείται από την ατμόσφαιρα του άστρου και θερμαίνεται καθώς πέφτει στη μαύρη τρύπα. Εξαιρετική ζέστη, περίπου 2 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίουαπελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ακτίνων Χ που καταγράφηκαν για πρώτη φορά από τον δορυφόρο Swift.
Τώρα δεν το βλέπεις, τώρα το βλέπεις! Εικόνες ακτίνων Χ της ίδιας θέσης στον ουρανό πριν (αριστερά) και μετά (δεξιά) την έκρηξη του Swift J0230. Αυτές οι εικόνες τραβήχτηκαν από το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ στο δορυφόρο Swift. Προσφορά: Phil Evans (Πανεπιστήμιο του Λέστερ)/NASA SWIFT
Οι γνώσεις των ειδικών
Ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ Φιλ Έβανς, από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Λέστερ, δήλωσε: «Είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε ένα αστέρι σαν τον Ήλιο μας να σχίζεται επανειλημμένα και να καταναλώνεται από μια μαύρη τρύπα χαμηλής μάζας. Αυτά τα λεγόμενα συμβάντα «συχνής και μερικής παλιρροιακής διαταραχής» είναι από μόνα τους μια εντελώς νέα ανακάλυψη και φαίνεται να χωρίζονται σε δύο τύπους: αυτά που εκρήγνυνται κάθε λίγες ώρες και εκείνα που εκρήγνυνται κάθε χρόνο περίπου. Αυτό το νέο σύστημα βρίσκεται ακριβώς στο κενό μεταξύ αυτών των στοιχείων και όταν εκτελείτε τους αριθμούς, διαπιστώνετε ότι και οι τύποι των αντικειμένων που εμπλέκονται μπαίνουν στη θέση τους.
Ο Δρ Rob Isles-Ferris, ο οποίος εργάζεται με τον Δρ Έβανς στον δορυφόρο Swift, ολοκλήρωσε πρόσφατα διδακτορικό στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ, το οποίο περιελάμβανε τη μελέτη αστεριών που διαταράσσονταν από μαύρες τρύπες. «Στα περισσότερα συστήματα που έχουμε δει στο παρελθόν, το αστέρι έχει καταστραφεί εντελώς», εξηγεί. Το Swift J0230 είναι μια συναρπαστική προσθήκη στην κατηγορία των τυρβωδών αστεριών εν μέρει επειδή μας δείχνει ότι οι δύο κατηγορίες αυτών των αντικειμένων που βρέθηκαν προηγουμένως είναι πράγματι συγγενείς, με το νέο μας σύστημα να μας δίνει τον κρίκο που λείπει.
Εικονογράφηση του Neil’s Girls Swift Observatory. Πίστωση: NASA
Μείνετε συντονισμένοι για περισσότερες ανακαλύψεις
«Δεδομένου ότι βρήκαμε το Swift J0230 μέσα σε λίγους μήνες από την ενεργοποίηση της νέας μας παροδικής σύλληψης, αναμένουμε να είναι πολύ περισσότερα», δήλωσε ο Δρ Κιμ Πέιτζ από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ, που ανέλυσε τα δεδομένα της μελέτης. Τέτοια πράγματα είναι εκεί έξω και περιμένουν να αποκαλυφθούν.
Ο Δρ Κρις Νίξον είναι ένας θεωρητικός αστροφυσικός που πρόσφατα μετακόμισε από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ στο Πανεπιστήμιο του Λιντς. Πρωτοστάτησε στη θεωρητική ερμηνεία αυτού του γεγονότος. Η έρευνά του χρηματοδοτείται από το UK Science and Technology Facilities Council και το Leverhulme Trust.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η μάζα της μαύρης τρύπας είναι περίπου 10.000 έως 100.000 φορές τη μάζα του Ήλιου μας, η οποία είναι πολύ μικρή για τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που συνήθως βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών. Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας πιστεύεται ότι έχει μάζα 4 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών, ενώ το μεγαλύτερο μέρος της βρίσκεται σε μια περιοχή με μάζα 100 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών.
Αυτή είναι η πρώτη ανακάλυψη που έγινε με τη χρήση του νέου δορυφορικού ανιχνευτή μεταβατικών ροών Swift, που αναπτύχθηκε από την ομάδα του Πανεπιστημίου του Λέστερ και λειτουργεί στους δικούς τους υπολογιστές. Όταν ένα ακραίο γεγονός προκαλεί μια έκρηξη ακτίνων Χ σε μια περιοχή του ουρανού όπου δεν υπήρχαν ακτίνες Χ πριν, οι αστρονόμοι το αποκαλούν μεταβατικό αστρονομικό ακτίνων Χ. Παρά τα ακραία γεγονότα που προαναγγέλλουν, αυτά τα γεγονότα δεν είναι εύκολο να βρεθούν, ή τουλάχιστον όχι γρήγορα – έτσι αυτό το νέο εργαλείο αναπτύχθηκε για την αναζήτηση νέων τύπων παροδικών σε πραγματικό χρόνο.
«Αυτός ο τύπος αντικειμένου ήταν μη ανιχνεύσιμος έως ότου κατασκευάσαμε αυτή τη νέα εγκατάσταση, και αμέσως μετά βρήκαμε αυτό το εντελώς νέο, που δεν είχε ξαναδεί γεγονός», προσθέτει ο Δρ Έβανς. Ο Σουίφτ είναι σχεδόν 20 ετών και ξαφνικά ανακάλυψε εντελώς νέα γεγονότα που ποτέ δεν γνωρίζαμε ότι υπήρχαν. Νομίζω ότι αυτό δείχνει ότι κάθε φορά που βρίσκεις έναν νέο τρόπο να βλέπεις το διάστημα, μαθαίνεις κάτι νέο και ανακαλύπτεις ότι υπάρχει κάτι που δεν γνωρίζατε πριν.
Διεθνής συνεργασία και μελλοντικές προοπτικές
Η Δρ Caroline Harper, Επικεφαλής Διαστημικής Επιστήμης στη Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου, δήλωσε: «Αυτή είναι μια άλλη συναρπαστική ανακάλυψη από την κορυφαία στον κόσμο αποστολή Swift – μια μαύρη τρύπα χαμηλής μάζας που δέχεται «τσιμπήματα» από ένα αστέρι που μοιάζει με ήλιο καθώς περιφέρεται .» αρκετά κοντά.
«Η Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου συνεργάζεται με NASA Σε αυτή την αποστολή για πολλά χρόνια? Το Ηνωμένο Βασίλειο ηγήθηκε της ανάπτυξης υλικού δύο βασικών επιστημονικών οργάνων και έχουμε παράσχει χρηματοδότηση για το Swift Science Data Centre, το οποίο συνεχίζουμε να υποστηρίζουμε. Ανυπομονούμε για περισσότερες πληροφορίες από το Swift σχετικά με τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα σε όλο το σύμπαν και τα τεράστια γεγονότα που προκαλούν στο μέλλον.
Για περισσότερα σχετικά με αυτήν την ανακάλυψη, δείτε το αστέρι Swift Spies της NASA που μοιάζει με τον ήλιο να καταναλώνεται μπουκιά προς μπουκιά.
Αναφορά: «Quasi-periodic monthly ξεσπάσματα που προκαλούνται από επαναλαμβανόμενες αστρικές διαταραχές από μια τεράστια μαύρη τρύπα» από τους PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris , D. P. Malesani, L. Izzo, M. R. Goad, P. T. O’Brien, J. P. Osborne, P. Sparovati, 7 Σεπτεμβρίου 2023, Αστρονομία της φύσης.
doi: 10.1038/s41550-023-02073-j