A csillagászok azt látják, hogy egy fekete lyuk eszik egy csillagot a EarthSky-n

A csillagászoknak most van az első közvetlen képe, amely szerint a fekete lyuk széttép egy csillagot. A csillagok a lyukat körülvevő korongba kerülnek, és erőteljes sugárhajtókkal is visszadobják az űrbe.

fekete

Az első közvetlen kép egy szupermasszív fekete lyuk folyamatát mutatja, amely egy csillagot aprít. A tágulás azt jelzi, hogy a részecskék sugara kifelé mozog. Kép Mattila, Perez-Torres és munkatársai útján; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

A fekete lyukak bizonyára az univerzum leghihetetlenebb jelenségei. Tömegük annyira koncentrált, hogy gravitációs vonzerejük hatalmas; semmi, még a fény sem menekülhet ki belőlük. Csak azért láthatunk fekete lyukakat, mert a beléjük húzott anyagok - például a túl közel vándorló csillagok - általában egy forgó korongot képeznek, amely körülveszi a lyukat. Az erről a korongról érkező fényt és egyéb sugárzást távcsövek láthatják, és rengeteg látnivaló van. Például gyorsan mozgó anyagsugarakat ki lehet dobni a szupermasszív fekete lyukat körülvevő korongról. 2018. június 15-én a NASA bejelentette, hogy a csillagászok először ábrázolták egy gyorsan mozgó fekete lyukú sugár kialakulását és tágulását. Miguel Pérez-Torres, a spanyolországi Granadában működő Andalúziai Asztrofizikai Intézet munkatársa és a Science szakértői folyóirat új tanulmányának szerzője leírta a megállapítást:

Még soha nem voltunk képesek közvetlenül megfigyelni a sugárképződést és evolúciót ezen események egyikéből.

Árapály-megszakítási esemény történik, amikor egy csillag túl közel halad egy szupermasszív fekete lyukhoz. A csillag anyagát a fekete lyukat körülvevő korongba húzzák. Ezután az anyag hatalmas „sugárzásokkal” kerül ki a lemezből. Ez az ábra a megfigyelt árapályzavar eseményét mutatja az Arp 299 B galaxis közepe közelében. Kép ​​Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF/NASA/STScI útján.

A megfigyelésekben 36 tudós vett részt a világ 26 intézményéből. A tudósok rádiós és infravörös távcsövekkel, például a Nemzeti Tudományos Alapítvány nagyon hosszú alapvonal-tömbjével (VLBA) és a NASA Spitzer űrtávcsövével figyelték meg az erős sugárhajtást egy közel 150 millió fényévnyire lévő, Arp 299 nevű galaxispárban.

Ezeket a galaxisokat egyénileg Arp 299 A és Arp 299 B néven ismerik. Eleinte a csillagászok azt hitték, hogy a sugár szupernóva-robbanás, mivel másokat már korábban is láthattak az Arp 299-ben. A későbbi, 2011-es megfigyelések azt mutatták, hogy a sugár sugárzó része megnyúlást és növekvő tágulást mutatott, ami azt mutatta, hogy ez egy anyag sugár, nem pedig szupernóva.

A csillagászok már azonosították a szupermasszív fekete lyukat Arp 299 B közepén. 20 milliószor nagyobb, mint a mi napunk. Úgy gondolják, hogy a fekete lyuk körüli anyag egy elhaladó csillagból származik, amely több mint kétszerese a napunk tömegének, amelyet a fekete lyuk erőteljes gravitációja szakított szét.

A csillagászok a Hubble űrtávcsővel is megfigyelték a fekete lyukat, a sugárkitörés előtt és után is. A forgó anyag röntgensugarat és látható fényt bocsát ki. A fúvókák anyagát szinte fénysebességgel dobják ki.

A TDE esemény különféle „részeinek” diagramja (nem méretarányos). Kép Seppo Mattila, Miguel Pérez-Torres et al. 2018 (Tudomány).

Izgalmas, hogy vizuálisan láthatjuk ezeknek az eseményeknek az egyikét, az árapály-megszakítási eseményeket, mivel a csillagászok közvetlenül ezt megelőzően csak néhányat figyeltek meg.

Tehát hogyan fedezték fel? Az első utalás egészen 2005-ig szólt, amikor a csillagászok fényes infravörös emissziót figyeltek meg az Arp 299 egyik ütköző galaxisának magjából. Ugyanebben az évben később, július 17-én a VLBA új és egyedülálló rádióemissziót észlelt. ugyanarról a helyről érkezik. Az utólagos megfigyeléseket a Kanári-szigeteken található Nordic Optical Telescope és a Spitzer űrtávcső segítségével végezték. Seppo Mattila, a finn Turku Egyetem és az új papír másik szerzője szerint:

Az idő múlásával az új objektum fényes maradt infravörös és rádióhullám-hosszúságon, de nem látható fényben és röntgensugarakban. A legvalószínűbb magyarázat az, hogy a galaxis közepe közelében lévő vastag csillagközi gáz és por elnyelte a röntgensugarakat és a látható fényt, majd infravörösként sugározta újra.

A nagy fekete lyukak olyan erős gravitációval rendelkeznek, hogy elpusztíthatják a hozzájuk túl közel haladó csillagokat, és beszívhatják a megmaradt anyagot. Kép a NASA/CXC/M.Weiss útján.

Ezt követően csaknem egy évtizedig folytatódtak a megfigyelések, amelyek azt mutatták, hogy a rádióhullámok egy irányba, a fénysebesség körülbelül negyedével tágultak. Ez összhangban állt azzal az anyaggal, amelyet a fekete lyukat körülvevő korongról dobtak ki.

A lemezek akkor keletkeznek, amikor az anyagot aktívan beszívják a közelből a fekete lyuk felé. A legtöbb esetben azonban a fekete lyukak „csendesebbek”. Amint azt Perez-Torres megjegyezte:

Az idő nagy részében azonban a szupermasszív fekete lyukak nem emésztenek fel aktívan semmit, ezért csendes állapotban vannak. Az árapályzavarok egyedülálló lehetőséget nyújthatnak számunkra, hogy elősegítsük a jetek kialakulásának és fejlődésének megértését ezen hatalmas tárgyak közelében.

Ahogy Mattila is megjegyezte:

A látható fényt elnyelő por miatt ez a sajátos árapályzavar csak a jéghegy csúcsa lehet annak, ami eddig rejtett lakosság volt. Ha ezeket az eseményeket infravörös és rádióteleszkópokkal keressük, sokkal többet fedezhetünk fel és tanulhatunk tőlük.

A tudósok számára óriási bónusz, hogy tanúi lehetünk e TDE-k egyikének, és ez segít jobban megérteni, hogyan alakulnak ki és hogyan viselkednek a fekete lyukak, mivel maga a „lyuk” (valójában rendkívül sűrű kis tárgy) nem látható.

Kép a NRAO/AUI/NSF/NASA útján.

Lényeg: A fekete lyukak az egyik legbizarrabb kozmikus jelenség, amiről tudunk. Az új megfigyelések azt mutatják, hogy a fekete lyukak hogyan képesek nemcsak anyagot beszívni, hanem erőszakosan ki is dobni, így a jövőbeni tanulmányok még meggyőzőbb célpontjává válnak.