Wanneer een ster te dicht bij de waarnemingshorizon van een superzwaar zwart gat komt, ontstaan krachtige vloedgolven
1 maart 2021 tijdens de geautomatiseerdeUit de all-sky survey van de Zwicky Transient Facility hebben onderzoekers voor het eerst de getijdenverstoring AT2021ehb gedetecteerd. De bron was een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel op slechts 250 miljoen lichtjaar van de aarde. Astrofysici begonnen bijna aan het begin van de verwoesting te observeren, toen deze nog niet zijn hoogtepunt had bereikt, en bestudeerden deze gebeurtenis gedurende meer dan een jaar.
Wat is er gebeurd?
Sinds de ontdekking van AT2021ehb zijn er verschillendetelescopen hebben waargenomen wat er gebeurt als een ster te dicht bij zijn zwarte gat komt. Deze getijdenverstoring vond plaats in een sterrenstelsel met een centraal zwart gat van ongeveer 10 miljoen keer de massa van de zon.
Een systeem op slechts 250 miljoen lichtjaren van de aarde verwijderd, werd het op vier na verst bekende voorbeeld van de vernietiging van een ster door een superzwaar zwart gat. Maar, in tegenstelling tot gebeurtenissen die dichterbij liggen, werd AT2021ehb vrij vroeg ontdekt en voor het eerst gelijktijdig bestudeerd in het röntgen-, ultraviolette, optische en radiobereik.
Hoe ontstaat getijdenverstoring?
Wanneer een ster te dicht bij zwart komtgat, sterke zwaartekracht rekt de ster uit totdat deze een lange rivier van heet gas wordt. De gasstroom wervelt rond het zwarte gat en de deeltjes botsen met elkaar.
Er wordt aangenomen dat de botsing van gas schokken veroorzaaktgolven en uitgaande gasstromen die straling genereren, zowel in zichtbaar licht als in andere golflengtebereiken (ultraviolette straling en röntgenstraling).
Naarmate de getijdenverstoring vorderthet materiaal begint te bezinken in een schijf die rond het zwarte gat draait als water dat door een riool draait, waarbij de wrijving laagenergetische röntgenstralen genereert. In het geval van AT2021ehb vond deze hele reeks gebeurtenissen, vanaf het begin van de spaghettivorming van de ster tot de vorming van de schijf, plaats in slechts 100 dagen.
Wat hebben astrofysici geleerd?
Ongeveer 300 dagen na het evenementToen voor het eerst getijdenverstoring werd vastgesteld, begonnen astrofysici NASA's NuSTAR-satelliet (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) te gebruiken om het zwarte gat te observeren. Dit is de meest röntgengevoelige ruimtetelescoop.
Satelliet ontdekt coronawolk rond zwart gathet hete plasma dat overblijft van de ster. Dit was buitengewoon ongebruikelijk, aangezien de vorming van een corona meestal gepaard gaat met het uitstoten van jets of relativistische jets - plasmastromen die ontsnappen uit het centrum van een zwart gat. Er waren echter geen jets in AT2021ehb.
De auteurs van de studie publiceerden hieroverweek in het Astrophysical Journal wordt opgemerkt dat corona's röntgenstralen met hogere energie uitzenden dan enig ander deel van een zwart gat, maar astrofysici weten nog steeds niet waar het plasma vandaan komt of hoe het precies zo heet wordt.
We hebben nog nooit zo'n getijdengebeurtenis gezienvernietiging met dit soort röntgenstralen, zonder de aanwezigheid van een jet, en dat is echt indrukwekkend omdat het betekent dat we mogelijk kunnen scheiden wat jets veroorzaakt en wat corona's veroorzaakt.
Yuhan Yao, afgestudeerde student aan Caltech Pasadena en hoofdauteur van de studie
De onderzoekers merken op dat de huidige waarnemingensuggereren dat de vorming van de corona van een zwart gat "iets te maken heeft met magnetische velden". Ze hopen dat toekomstige waarnemingen de fysica van dit proces zullen helpen verklaren.
Wat is er interessant aan getijdenverstoring?
De meeste superzware zwarte gaten zijn omgeven doorheet gas dat zich gedurende duizenden en miljoenen jaren heeft opgehoopt. Het is buitengewoon moeilijk om deze processen te bestuderen. Getijdenverstoringen vinden plaats in de buurt van zwarte gaten, maar duren slechts enkele weken of maanden. Tegelijkertijd zijn ze veel helderder dan afzonderlijke stof- en gasdeeltjes die een schijf vormen in de buurt van een zwart gat.
Helderheid en korte duur van evenementengetijdenverstoring helpt astrofysici om in een beperkte tijd te leren hoe de zwaartekracht van een zwart gat materiedeeltjes beheerst, wat zwarte gaten zijn en welke fysica aan de horizon van gebeurtenissen aan het werk is.
Getijdenverstoring is een soort ruimtelaboratorium. Ze zijn ons real-time venster op het enorme zwarte gat dat op de loer ligt in het centrum van de melkweg.
Suvi Gezari, astronoom aan het Space Telescope Science Institute in Baltimore en co-auteur van de studie
Lees verder:
Einstein heeft het weer mis en zijn belangrijkste theorie werd herschreven: hoe het de wereld verandert
Gepubliceerde testvideo van 's werelds eerste propeller met 11 bladen
Het bleek hoe oud het water is dat we vandaag drinken
Op de omslag: Artistieke illustratie van de getijdenverstoring AT2021ehb. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech