Kai žvaigždė per daug priartėja prie supermasyvios juodosios skylės įvykių horizonto, kyla galingi potvyniai
2021-03-01 per automatizuotąZwicky Transient Facility viso dangaus tyrimo tyrėjai pirmą kartą aptiko potvynio sutrikimo įvykį AT2021ehb. Jo šaltinis buvo supermasyvi juodoji skylė galaktikos centre, esančioje vos 250 milijonų šviesmečių nuo Žemės. Astrofizikai pradėjo stebėti beveik pačioje sunaikinimo pradžioje, kai jis dar nebuvo pasiekęs piko, ir tyrinėjo šį įvykį daugiau nei metus.
Kas atsitiko?
Nuo AT2021ehb atradimo keliteleskopai stebėjo, kas nutinka, kai žvaigždė per daug priartėja prie savo juodosios skylės. Šis potvynių ir atoslūgių įvykis įvyko galaktikoje, kurios centrinė juodoji skylė yra maždaug 10 milijonų kartų didesnė už saulės masę.
Sistema, kurioje yra tik 250 milijonų šviesosmetų nuo Žemės, tapo penktu toliausiai žinomu pavyzdžiu, kai supermasyvi juodoji skylė sunaikino žvaigždę. Tačiau, skirtingai nuo artimesnių įvykių, AT2021ehb buvo aptiktas gana anksti ir pirmą kartą buvo tiriamas vienu metu rentgeno, ultravioletinių, optinių ir radijo diapazonuose.
Kaip atsiranda potvynių sutrikimas?
Kai žvaigždė per arti juodos spalvosskylė, stipri gravitacija ištempia žvaigždę, kol ji tampa ilga karštų dujų upe. Dujų srautas sukasi aplink juodąją skylę, o jos dalelės susiduria viena su kita.
Manoma, kad dujų susidūrimas sukelia šokąbangos ir į išorę nukreipti dujų srautai, generuojantys spinduliuotę ir matomoje šviesoje, ir kituose bangų ilgių diapazonuose (ultravioletinė spinduliuotė ir rentgeno spinduliai).
Potvynio sutrikimo įvykiui progresuojantmedžiaga pradeda nusėsti aplink juodąją skylę skriejančiame diske kaip vanduo, besisukantis per kanalizaciją, o dėl trinties susidaro mažos energijos rentgeno spinduliai. AT2021ehb atveju visa ši įvykių serija nuo žvaigždžių spagečių susidarymo pradžios iki disko formavimo įvyko vos per 100 dienų.
Ko išmoko astrofizikai?
Maždaug 300 dienų po įvykiopirmą kartą buvo nustatytas potvynio sutrikimas, astrofizikai juodajai skylei stebėti pradėjo naudoti NASA palydovą NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array). Tai labiausiai rentgeno spinduliams jautrus kosminis teleskopas.
Palydovas aptiko korona debesį aplink juodąją skylękaršta plazma, likusi nuo žvaigždės. Tai buvo nepaprastai neįprasta, nes vainiko susidarymą dažniausiai lydi čiurkšlių išmetimai arba reliatyvistiniai purkštukai – plazmos srautai, išeinantys iš juodosios skylės centro. Tačiau AT2021ehb lėktuvų nebuvo.
Tyrimo autoriai paskelbė apie taisavaitę Astrophysical Journal pažymi, kad vainikėliai skleidžia didesnės energijos rentgeno spindulius nei bet kuri kita juodosios skylės dalis, tačiau astrofizikai vis dar nežino, iš kur atsiranda plazma ir kaip tiksliai ji įkaista.
Tokio potvynio įvykio dar nesame matęsunaikinimas tokiais rentgeno spinduliais, kai nėra čiurkšlės, ir tai tikrai įspūdinga, nes tai reiškia, kad galime atskirti, kas sukelia purkštukus ir kas sukelia vainikas.
Yuhan Yao, Caltech Pasadena absolventas ir pagrindinis tyrimo autorius
Tyrėjai pažymi, kad dabartiniai stebėjimairodo, kad juodosios skylės vainiko susidarymas „turi kažką bendro su magnetiniais laukais“. Jie tikisi, kad būsimi stebėjimai padės paaiškinti šio proceso fiziką.
Kuo įdomūs potvynio sutrikimai?
Dauguma supermasyvių juodųjų skylių yra apsuptoskarštų dujų, kurios susikaupė per tūkstančius ir milijonus metų. Šiuos procesus tyrinėti labai sunku. Potvynių trikdžių įvykiai vyksta šalia juodųjų skylių, tačiau trunka tik kelias savaites ar mėnesius. Tuo pačiu metu jie yra daug ryškesni nei atskiros dulkių ir dujų dalelės, kurios sudaro diską šalia juodosios skylės.
Ryškumas ir trumpa įvykių trukmėpotvynių ir atoslūgių sutrikimai padeda astrofizikams per ribotą laiką sužinoti, kaip juodosios skylės gravitacija valdo medžiagos daleles, kas yra juodosios skylės ir kokia fizika veikia įvykių horizonte.
Potvynių sutrikimas yra savotiška kosmoso laboratorija. Jie yra mūsų realaus laiko langas į didžiulę juodąją skylę, slypinčią galaktikos centre.
Suvi Gezari, astronomas iš Kosminio teleskopo mokslo instituto Baltimorėje ir tyrimo bendraautoris
Skaityti daugiau:
Einšteinas vėl klysta ir jo pagrindinė teorija buvo perrašyta: kaip tai keičia pasaulį
Paskelbtas pirmojo pasaulyje sraigto su 11 menčių bandomasis vaizdo įrašas
Paaiškėjo, kokio senumo vandenį geriame šiandien
Viršelyje: meninė AT2021ehb potvynio sutrikimo įvykio iliustracija. Vaizdas: NASA/JPL-Caltech