A közeli szupermasszív fekete lyuk hamarosan újabb áldozatot emészt fel

Egy viszonylag közeli lyuk nemrégiben egy csillagot nyelt magába: most megvan a következő áldozat, a kutatók pedig kamerával várják.

A fekete lyuk, amelyet nemrégiben észleltek egy túl közel kerülő csillagot felemésztve, megtalálta következő áldozatát. A csillagászok alig várják, hogy a folyamatot működés közben is megfigyelhessék, és a már látottak alapján megerősítették a két tudományos rejtély közötti kapcsolatot.

A szupermasszív fekete lyukak vacsorája

A fizikusok egyik izgalmasan rémisztő, az ősi mítoszokat felülmúló felfedezése, hogy a fekete lyukak képesek „spagettizálni” a tárgyakat, hosszú, vékony szálakba húzva őket gravitációs gradiensükkel. A galaxisok középpontjában lévő szupermasszív fekete lyukak (SMBH-k) egész csillagokat képesek szétszedni. Az elméleti szakemberek már jóval azelőtt kitalálták, hogy ez fog történni, mielőtt a gyakorlatban láttuk volna, ezért elég izgalmas volt, amikor az eddigi legjobb képet kaptuk egy ilyen eseményről.

A 215 millió fényévre lévő AT2019qiz elég közel van ahhoz, hogy egy fényes villanást láthattunk, írja a Transient Name Server csillagászati objektumbejelentő. De mi okozta a villanást? Egy, a mi Napunkhoz hasonló tömegű csillag fele hosszú szálakra nyúlt, miközben a többi részét elnyelte a fekete lyuk. Ezzel ez volt a legközelebbi optikai bizonyítéka az úgynevezett árapály-bomlásos eseménynek (TDE), amelyet gyakrabban röntgensugárban látunk.

A fény természetének elemzése arra a következtetésre vezetett, hogy az egykori csillag egy része gömbfelhővé vált, amelyet a fekete lyukból származó hatalmas szelek hajtottak.

Illusztráció. Forrás: facebook.com/chandraxrayobservatory

A törmelék szerepe

Az esemény által létrehozott törmelékről kiderült, hogy nagy jelentőséggel bír egy másik objektum számára, amely az SMBH körül kering az eddig (átmenetileg) biztonságos távolságban. A keringő objektumot nem látjuk közvetlenül, így nem tudjuk, hogy csillagról vagy egy kisebb fekete lyukról van-e szó. Azt viszont tudjuk, hogy körülbelül két földi naponként egyszer ütközik az előző csillag törmelékeivel. Ez az áthaladás röntgenkitöréseket szabadít fel, amelyeket a Chandra űrteleszkóp és a Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) is megfigyelt.

„Képzeljünk el egy búvárt, aki ismételten bemegy egy medencébe, és minden alkalommal, amikor belép a vízbe, csobbanást okoz” – mondta Dr. Matt Nicholl, a Belfasti Queen’s Egyetem munkatársa közleményében. „Ebben az összehasonlításban a csillag olyan, mint a búvár, a korong pedig a medence, és minden alkalommal, amikor a csillag a felszínre ér, hatalmas gáz- és röntgensugárzású fröccsenést hoz létre. Ahogy a csillag a fekete lyuk körül kering, ezt újra és újra megteszi.

Ismétlődés

A Nature folyóiratban megjelent tanulmány szerzői a röntgenteleszkópok között kilenc felvillanást figyeltek meg. A csillagászok már korábban is észleltek ilyen röntgenvillanásokat, amelyeket kvázi-periodikus kitöréseknek (QPE) neveztek el. A mostani esemény előtt még vitatott volt az okuk, de az AT2019qizért felelős SMBH elég jól látható ahhoz, hogy Nicholl és kollégái biztosak benne, hogy a keringő objektum TDE törmelékén való áthaladásának terméke. Ez nem bizonyítja, hogy minden QPE-nek ugyanaz az oka, de nagyszerű célzás, különösen, ha figyelembe vesszük az erős hasonlóságokat néhány más QPE-vel.

„Ez nagy áttörést jelent a rendszeres kitörések eredetének megértésében” – mondta Dr. Andrew Mummery, az Oxfordi Egyetem munkatársa. „Most már tudjuk, hogy néhány évet kell várnunk arra, hogy a kitörések „bekapcsolódjanak”, miután egy csillag szétszakadt, mert időbe telik, amíg a korong elég messzire terjed, hogy egy másik csillaggal találkozzon.”

Árapály-bomlásos események (TDE) és kvázi-periodikus kitörések (QPE)

A szerzők becslése szerint a QPE-k körülbelül tizedannyira gyakoriak, mint a TDE-k. Ha ez beigazolódik, akkor ez elárulna valamit az SMBH-k körüli környezetről, és arról, hogy milyen gyakran vannak csillagok a veszélyzónában, írja az IFLScience.

Egy több milliárd naptömegű szupermasszív fekete lyuk az akkréciós korongjával. NASA/JPL-Caltech

A felvillanások energiájának valahonnan származnia kell, és ez a keringési pálya gravitációs potenciális energiája, amelyet az áthaladás súrlódása fokozatosan felemészt. Ez azt jelenti, hogy a csillag vagy a kis fekete lyuk spirálisan befelé fog fordulni, mint egy műhold, amelyik elkezd találkozni a légkör ritka külső részeivel.

Az SMBH-k nem kegyelmeznek semminek, így bármilyen természetű is legyen a kisebb objektum, felemésztődik. Ha ez egy csillag, akkor ismétlődést láthatunk, ahol egy része egy újabb törmelékkoronggá válik, hogy újabb zsákmányt ejtsen rabul. A körforgás pedig folytatódik.

Ez is érdekelhet:

• Tényleg minden 200. ember Dzsingisz kán leszármazottja?
• A Nagy Banyanfa Története: A világ legnagyobb banyanfája