Rekordowo długa uczta supermasywnej czarnej dziury

Gigantyczna czarna dziura rozerwała gwiazdę, która za bardzo się do niej zbliżyła, a następnie przez niemal dekadę pożerała jej pozostałości – informuje zespół naukowców kierowany prze University of New Hampshire. Ta uczta czarnej dziury jest ponad 10 razy dłuższa niż jakakolwiek inna tego typu śmierć gwiazdy dotąd obserwowana.

„Udało nam się zaobserwować spektakularną i powolną śmierć gwiazdy,” mówi Dacheng Lin, naukowiec z UNH Space Science Center i główny autor opracowania. „Od początku lat dziewięćdziesiątych obserwowaliśmy dziesiątki takich wydarzeń, jednak żadne z nich nie trwało aż tak długo.”

Wykorzystując dane zebrane z trzech znajdujących się na orbicie obserwatoriów rentgenowskich: Chandra, Swift oraz XMM-Newton, badacze dostrzegli dowody masywnego TDE (rozerwania pływowego, ang. tidal disruption event). Siły pływowe wywoływane przez intensywną grawitację czarnej dziury, mogą zniszczyć np. gwiazdę, jeżeli za bardzo zbliży się ona do owej czarnej dziury. Podczas TDE niektóre fragmenty rozrywanej gwiazdy wyrzucane są na zewnątrz z dużą prędkością, a reszta opada swobodnie na czarną dziurę. Zbliżając się do niej, a następnie znikając w niej materia rozgrzewa się do milionów stopni i emituje charakterystyczne rozbłyski rentgenowskie.

Owe rozbłyski na wielu długościach fali, które można rejestrować za pomocą satelitów znajdujących się na orbicie, pomagają naukowcom badać czarne dziury, które między takimi zjawiskami pozostają skryte i uśpione. Wcześniej obserwowane rozbłyski były krótko terminowe i zazwyczaj znikały w ciągu roku, jednak ten super-długi rozbłysk rentgenowski pozostawał jasny przez prawie dekadę.  Ekstremalnie długa jasna faza tego TDE oznacza, że albo była to najmasywniejsza dotąd obserwowana rozrywana gwiazda, albo była to pierwsza mniejsza gwiazda, która w całości została pożarta przez czarną dziurę.

Źródło rentgenowskie zawierające tę czarną dziurę znane jest pod nazwą katalogową XJ1500+0154 i znajduje się w niewielkiej galaktyce oddalonej od nas o 1,8 mld lat świetlnych.

Dane rentgenowskie wskazują także, że promieniowanie emitowane przez materię otaczającą tę czarną dziurę stale przekraczało tzw. jasność Eddingtona definiowaną jako równowagę między zewnętrznym ciśnieniem promieniowania emitowanego przez gorący gaz, a przyciąganiem grawitacyjnym czarnej dziury.

Wniosek mówiący, że supermasywne czarne dziury mogą rosnąć wskutek TDE i innych zjawisk – w tempie większym od odpowiadającego jasności Eddingtona ma istotne konsekwencje. Tak gwałtowny wzrost może pomóc w zrozumieniu w jaki sposób supermasywne czarne dziury były w stanie osiągnąć masę miliard razy większą od Słońca gdy Wszechświat miał zaledwie miliard lat.

Według modeli opracowanych przez naukowców zapasy żywności dla tej czarnej dziury powinny znacząco zmaleć w ciągu najbliższej dekady, a jasność powinna zacząć spadać w ciągu nadchodzących kilku lat.

Artykuł opisujący te wyniki pojawił się dzisiaj w najnowszym wydaniu periodyku Nature Astronomy.

Źródło: University of New Hampshire