Keď sa hviezda dostane príliš blízko k horizontu udalostí supermasívnej čiernej diery, dôjde k silným prílivovým vlnám
1. marca 2021 počas automatizovanej prevádzkyZ celooblohového prieskumu Zwicky Transient Facility výskumníci prvýkrát zaznamenali udalosť narušenia prílivu a odlivu AT2021ehb. Jeho zdrojom bola supermasívna čierna diera v strede galaxie vzdialenej len 250 miliónov svetelných rokov od Zeme. Astrofyzici začali s pozorovaním takmer na samom začiatku ničenia, keď ešte nedosiahlo svoj vrchol, a túto udalosť skúmali viac ako rok.
Čo sa stalo?
Od objavu AT2021ehb niekoľkoteleskopy pozorovali, čo sa stane, keď sa hviezda dostane príliš blízko k svojej čiernej diere. Táto udalosť narušenia prílivu a odlivu sa odohrala v galaxii s centrálnou čiernou dierou asi 10 miliónov krát väčšou ako Slnko.
Systém umiestnený len 250 miliónov svetlarokov od Zeme, sa stal piatym najvzdialenejším známym príkladom zničenia hviezdy supermasívnou čiernou dierou. Ale na rozdiel od bližších udalostí bol AT2021ehb objavený pomerne skoro a po prvýkrát bol skúmaný súčasne v röntgenovom, ultrafialovom, optickom a rádiovom rozsahu.
Ako dochádza k narušeniu prílivu a odlivu?
Keď sa hviezda príliš priblíži k čiernejdiera, silná gravitácia natiahne hviezdu, až kým sa nestane dlhou riekou horúceho plynu. Prúd plynu víri okolo čiernej diery a jeho častice sa navzájom zrážajú.
Predpokladá sa, že zrážka plynu vytvára šokvlny a toky plynov smerom von, ktoré generujú žiarenie vo viditeľnom svetle aj v iných rozsahoch vlnových dĺžok (ultrafialové žiarenie a röntgenové žiarenie).
Ako postupuje udalosť narušenia prílivu a odlivumateriál sa začína usadzovať na disku obiehajúcom okolo čiernej diery ako voda rotujúca kanálom, pričom trenie vytvára nízkoenergetické röntgenové lúče. V prípade AT2021ehb sa celá táto séria udalostí od začiatku špagetizácie hviezdy až po vytvorenie disku odohrala len za 100 dní.
Čo sa astrofyzici naučili?
Približne 300 dní po udalostiPo prvýkrát bolo identifikované narušenie prílivu a odlivu, astrofyzici začali používať satelit NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) NASA na pozorovanie čiernej diery. Toto je najcitlivejší vesmírny teleskop na röntgenové žiarenie.
Satelit objavil korónový oblak okolo čiernej dieryhorúca plazma, ktorá zostala z hviezdy. Bolo to mimoriadne nezvyčajné, pretože vznik koróny zvyčajne sprevádzajú výtrysky alebo relativistické výtrysky - prúdy plazmy unikajúce zo stredu čiernej diery. V AT2021ehb však neboli žiadne prúdové lietadlá.
Zverejnili to autori štúdietýždeň v časopise Astrophysical Journal poznamenávajú, že koróny vyžarujú röntgenové lúče s vyššou energiou než ktorákoľvek iná časť čiernej diery, ale astrofyzici stále nevedia, odkiaľ plazma pochádza a ako presne sa tak zahrieva.
Takú prílivovú udalosť sme ešte nevideliničenie pomocou röntgenových lúčov, ako je toto, bez prítomnosti prúdu, a to je skutočne pôsobivé, pretože to znamená, že môžeme potenciálne oddeliť to, čo spôsobuje prúdy a čo spôsobuje koróny.
Yuhan Yao, postgraduálny študent na Caltech Pasadena a hlavný autor štúdie
Vedci poznamenávajú, že súčasné pozorovanianaznačujú, že tvorba koróny čiernej diery „má niečo spoločné s magnetickými poľami“. Dúfajú, že budúce pozorovania pomôžu vysvetliť fyziku tohto procesu.
Čo je zaujímavé na poruche prílivu a odlivu?
Väčšina supermasívnych čiernych dier je obklopenáhorúci plyn, ktorý sa nahromadil tisíce a milióny rokov. Je mimoriadne ťažké študovať tieto procesy. Prílivové poruchy sa vyskytujú v blízkosti čiernych dier, ale trvajú len niekoľko týždňov alebo mesiacov. Zároveň sú oveľa jasnejšie ako jednotlivé častice prachu a plynu, ktoré tvoria disk v blízkosti čiernej diery.
Jas a krátke trvanie udalostínarušenie prílivu a odlivu pomáha astrofyzikom naučiť sa v obmedzenom čase, ako gravitácia čiernej diery ovláda častice hmoty, čo sú čierne diery a aká fyzika funguje na horizonte udalostí.
Narušenie prílivu a odlivu je akýmsi vesmírnym laboratóriom. Sú naším oknom v reálnom čase do masívnej čiernej diery číhajúcej v strede galaxie.
Suvi Gezari, astronóm z Space Telescope Science Institute v Baltimore a spoluautor štúdie
Čítaj viac:
Einstein sa opäť mýli a jeho hlavná teória bola prepísaná: ako to mení svet
Zverejnené testovacie video prvej vrtule na svete s 11 listami
Ukázalo sa, aká stará je voda, ktorú dnes pijeme
Na obálke: Umelecká ilustrácia udalosti narušenia prílivu a odlivu AT2021ehb. Obrázok: NASA/JPL-Caltech