Crna rupa uništava zvijezdu i puca na mlaz

Astronomi su promatrali rast mlaznice koju potiskuje razbijena zvijezda.

Umjetnička koncepcija pokazuje da zvijezda biva razbijena silnom gravitacijom supermasivne crne rupe, stvarajući sjajni disk i mlaz koji vidimo kao događaj poremećaja plime .
Sophia Dagnello / NRAO / AUI / NSF

Kad se zvijezde preblizu supermasivoj crnoj rupi, ulaze u opasan teritorij. Koliko je blizu too blizu ovisi o crnoj rupi, ali za onu koja je 10 milijuna puta veća od Sunčeve mase, bilo koja zvijezda koja ulazi bliže astronomskoj jedinici radi se za: Crna rupa će rastrgati zvijezdu. Iztrgana, polovica zvijezde odlazi zviždaljkom, dok druga polovica tvori disk vrućeg plina oko razarača. Taj se plin zagrijava i svijetli, što se na naše teleskope čini dugotrajnim plamenom.

Astronomi su otkrili nekoliko desetaka ovih događaja poremećaja plime (TDE), obično u optičkim, ultraljubičastim ili rendgenskim valnim duljinama. Ponekad možda 10% vremena, TDE dolaze s mlaznicama, snopovima plazme koje pokreću novonastali plinski diskovi. Barem, to je ono što promatrači zaključuju na temelju emisije koju vide; Svjetlost najbolje proučanih TDE-ova proputovala je oko 4 milijarde godina da bi stigla do nas, što je previše predaleko da bi astronomi mogli vidjeti sam mlaz.

Izvještavajući 14. lipnja u Scienceu, Seppo Mattila (Sveučilište u Turkuu, Finska) i njegove kolege kažu da su ih učinili upravo to, uspješno gledajući kako se rastrojeni zvijezda rađa i raste više od desetljeća.

Ekipa je naišla na događaj tražeći supernove. Istraživači su proučavali galaktički pileup Arp 299 (aka NGC 3690), dvije sjajne spiralne galaksije koje su se sudarale oko 140 milijuna svjetlosnih godina. Kontinuirano spajanje dovodi plin u središnje regije galaksije, gradeći sjajan disk akrecije oko crne rupe u zapadnoj galaksiji i pokreće stvaranje bezbrojnih zvijezda, od kojih su mnoge dovoljno masivne da bi mogle postati supernova.

Tijekom desetljeća astronomi su promatrali kako se proteže područje radio-zračenja u zapadnoj jezgri Arpa 299. Ekspanzija ukazuje na to da se čestice pomiču prema van. (Kliknite za reprodukciju.)
S. Mattila i M. Perez-Torres i sur. / Bill Saxton (NRAO / AUI / NSF)

Mattila i njegove kolege primijetili su infracrveni žar u siječnju 2005. u jezgru zapadne galaksije, u blizini aktivne crne rupe. Do jula se pridružio kompaktni radio izvor. Dok je tim promatrao naredno desetljeće s različitim instrumentima koji se bave zemljom i svemirom, ovaj se izvor radija povećavao i razvio u nespretni niz. Materijal u mlazu isprva se kretao gotovo brzinom svjetlosti, a zatim se brzo usporio na samo 22% brzine svjetlosti dok je naletio na okolni plin i prašinu.

Samo po sebi, postojanje mlaza ne znači da je paljenje TDE, upozorava Suvi Gezari (Sveučilište Maryland). Aktivne crne rupe su notorno promjenjive i bljeskaju neočekivano. Ali ovaj događaj, nazvan Arp 299-B AT1, ima veliku točku u svoju korist: kut mlaza. Velika krafna prašnjavog plina okružuje crnu rupu, a mi vidimo ovaj torus sa strane. Svaki mlaz kojim se napaja bio bi orijentiran ravno gore-dolje iz naše perspektive, poput stupa koji je zaglavio kroz unutarnju cijev.

Ali Arp 299-B AT1 zrakoplov pokazuje prema nama, skočen samo oko 25 ° do 35 ° od naše vidne crte. To se lako učini s poremećenom zvijezdom. Zvijezda može pucati prema crnoj rupi pod bilo kojim kutom, a disk plina stvoren uništavanjem može se petljati oko crne rupe i pokrenuti mlaz koji nije usklađen s izvornim diskom koji hrani crnu rupu.

"Stvarno je lijepa demonstracija da je ovo bila zvijezda, a ne neki neobični žar", kaže Andrew Levan (University of Warwick, Velika Britanija), koji je poput Gezarija proveo godine radeći na TDE-ima, ali nije bio uključen u trenutnu studiju,

Arp 299-B AT1 neobično je neprimjetan na optičkim i rendgenskim valnim duljinama. Čini se da postoji puno plina i prašine između TDE-a i nas, koji blokira i apsorbira ovo zračenje i na kraju ga ponovo prima u infracrvenom obliku. Mnoge jezgre galaksija, uključujući i našu, prepune su prašine, a kad bismo mogli uočiti jedan od tih događaja iza toliko prašine, mogli bismo otkriti put do pronalaska galaksija tamo gdje smo ih već propustili, objašnjava Levan.

Na temelju unutarnje svjetline događaja i koliko energije tim misli da je zagrijavala okolnu prašinu, istraživači procjenjuju da je to bila smrt zvijezde između 2 i 7 sunčevih masa i oslobodili su tisuću puta više zračenja od standardnog kolapsa jezgre supernova.

Kakav dramatičan način umiranja.

Referenca:

S. Mattila i sur. „Prašina okružen plimnim poremećajem s riješenim radio mlazom u galaksiji spajanja.“ Znanost . 14. lipnja 2018.

Pročitajte priopćenje za NRAO.