Černá díra pohltila blízkou hvězdu

Zařízení Zwicky Transient Facility (ZTF) poprvé objevilo vzácný kosmický „oběd“. Astronomové zachytili černou díru, která „žvýkala“ blízkou hvězdu a uvolňovala přitom výtrysky dále do vesmíru než kdykoliv předtím. Vesmír může být velmi násilnickým místem. Hvězdy umírají nebo se navzájem srážejí a černé díry pohltí vše, co se dostane příliš blízko. Tyto a další události vytvářejí záblesky světla na noční obloze, které astronomové nazývají přechodnými jevy. Zwicky Transient Facility je v současnosti jedním z největších průzkumů přechodných jevů, které astronomové používají ke studiu neustále se měnícího vesmíru. Průzkum je také pokladnicí vzácných, podivných a neobvyklých událostí, které astronomové často objevují náhodou.

„Naše nová vyhledávací technika nám pomáhá rychle identifikovat vzácné kosmické události v datech průzkumu ZTF. A protože ZTF a připravované větší průzkumy, jako je LSST Vera Rubin, skenují oblohu velice často, můžeme nyní očekávat, že odhalíme množství vzácných nebo dříve neobjevených kosmických událostí a podrobně je prostudujeme,“ říká Igor Andreoni, postdoktorand na Department of Astronomy at University of Maryland (UMD) a NASA Goddard Space Flight Center.

AT2022cmc je zvláštní případ toho, co je známo jako událost slapového narušení neboli TDE (tidal-disruption event). K TDE dochází, když se hvězda přibližuje k černé díře, která ji roztrhá na kusy gravitačními slapovými silami – podobně jako Měsíc vytváří příliv a odliv na Zemi, ale s větší silou. Poté jsou kousky hvězdy zachyceny do rychle rotujícího disku obíhajícího černou díru. Nakonec černá díra spotřebuje to, co zbylo v disku z hvězdy odsouzené k zániku.

V některých extrémně vzácných případech, jako je například AT2022cmc, supermasivní černá díra produkuje po zničení hvězdy relativistické výtrysky – paprsky hmoty pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla. Astronomové pod vedením Igora Andreoniho sledovali AT2022cmc a pozorovali jej pomocí různých zařízení na různých vlnových délkách. Analýza byla poté publikována v časopise Nature.

„Naposledy vědci objevili jeden z těchto výtrysků před více než deseti lety,“ řekl Michael Coughlin, odborný asistent astronomie na University of Minnesota Twin Cities a spoluautor článku. „Z údajů, které máme k dispozici, můžeme odhadnout, že relativistické výtrysky vznikají pouze u 1 % těchto ničivých událostí, takže AT2022cmc je extrémně vzácný jev. Světelný záblesk z této události ve skutečnosti patří mezi nejjasnější, jaké kdy byly pozorovány.“

Nová metoda zpracování dat – ekvivalentní prohledávání miliónu stránek informací každou noc – umožnila Igoru Andreonimu a jeho kolegům provést rychlou analýzu dat ZTF a identifikovat u AT2022cmc jevy jako relativistické výtrysky. Rychle zahájili následná pozorování, která odhalila výjimečně jasnou událost napříč elektromagnetickým spektrem od rentgenového záření až po milimetrové a rádiové vlny.

Velmi velký dalekohled (VLT) Evropské jižní observatoře ESO odhalil, že k úkazu AT2022cmc došlo v kosmologické vzdálenosti 8,5 miliardy světelných roků. Optické/infračervené snímky z Hubbleova vesmírného dalekohledu a rádiová pozorování pomocí Very Large Array přesně určily polohu AT2022cmc s extrémní přesností.

Vědci se domnívají, že k AT2022cmc došlo ve středu galaxie, která není viditelná, protože ji světlo z AT2022cmc přezářilo, ale budoucí vesmírná pozorování Hubbleovým vesmírným dalekohledem nebo vesmírným dalekohledem Jamese Webba mohou galaxii odhalit, až pozorovaný přechodný jev nakonec pohasne.

Stále je záhadou, proč některé TDE produkují výtrysky, zatímco jiné ne. Ze svých pozorování Igor Andreoni a jeho tým dospěli k závěru, že černé díry v AT2022cmc a dalších podobných TDE s výtrysky se pravděpodobně rychle otáčejí, aby poháněly extrémně svítivé výtrysky. To naznačuje, že rychlá rotace černých děr může být jednou z nezbytných podmínek pro vznik výtrysků – myšlenka, která přivádí výzkumníky blíže k pochopení fyziky supermasivních černých děr v centrech galaxií vzdálených miliardy světelných let.

Před pozorováním jevu AT2022cmc bylo známo pouze několik možných jevů TDE s výtrysky (tzv. jety), primárně objevených vesmírnými misemi sledujícími gama záření, které detekují formy záření s nejvyšší energií produkované těmito jety. S využitím nové metody mohou nyní astronomové hledat takové vzácné události v pozemních optických průzkumech.

Zdroj: https://scitechdaily.com/astronomers-catch-a-black-hole-destroying-a-nearby-star-launching-powerful-relativistic-beams-of-matter/

autor: František Martinek