„Czarne dziury są zbieraczami, nie łowcami. Czekają w ukryciu, aż w ich pobliżu będzie przelatywała pechowa gwiazda. Gdy się do nich wystarczająco zbliży, grawitacja czarnej dziury gwałtownie ją rozerwie. Potem zacznie połykać resztki. Całemu procesowi będzie towarzyszyła emisja silnego promieniowania” – czytamy na stronie NASA.
To plastycznie opisane zdarzenie udało się po raz kolejny zarejestrować. Tym razem naukowcy NASA dokonali tego z pomocą teleskopu Hubble’a. Skierowali go w centrum galaktyki ESO 583-G004, odległej od Ziemi o 300 mln lat świetlnych.
Teleskop Hubble’a prowadzi obserwacje w ultrafiolecie, świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni. W tym przypadku rejestrowano napływające z dalekiej galaktyki promieniowanie ultrafioletowe. Pozwoliło to odtworzyć, jak doszło do rozerwania gwiazdy. I jak w efekcie zamieniła się w ogromnego pączka z dziurką, otaczającego czarną dziurę.
Co to jest rozerwanie pływowe?
Znajdujące się w centrach galaktyk supermasywne czarne dziury zakrzywiają znajdującą się dookoła nich czasoprzestrzeń. Kiedy w zasięgu ich oddziaływania znajdzie się gwiazda, czarna dziura zaczyna ją przyciągać. Niezwykle silna grawitacja powoduje rozciąganie gwiazdy. Gwiazda wydłuża się, aż w końcu zostaje rozerwana.
Jest to tzw. rozerwanie pływowe (ang. Tidal Disruption Event, TDE). Gwiazda gwałtownie pęka i rozpada się, zamieniając w gigantyczny obłok materii. Zjawisko jest spektakularne i niełatwe do wytropienia. Szacuje się, że dla każdej galaktyki z supermasywną czarną dziurą w centrum do rozerwania przypadkowo „złapanej” gwiazdy dochodzi tylko kilka razy na 100 tys. lat.
Czarne dziury pożerają gwiazdy
Każde takie zdarzenie – jeśli uda się je uchwycić – jest więc gratką dla astronomów. Ostatnio pisaliśmy o tym, jak z pomocą kilku teleskopów NASA i satelity NuSTAR zarejestrowano promieniowanie rentgenowskie, będące efektem rozerwania pływowego gwiazdy przez czarną dziurę. Nad czarną dziurą uformowała się wówczas korona – czyli gorący obłok plazmy.
Tym razem o tym, że coś ciekawego dzieje się 300 mln lat świetlnych stąd, naukowcy dowiedzieli się dzięki sieci naziemnych teleskopów przeprowadzających przegląd All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). 1 marca 2022 roku zarejestrowano wydarzenie AT2022dsb. Było to właśnie rozerwanie gwiazdy przez czarną dziurę. Wyemitowana energia była na tyle duża, że możliwe było przeprowadzenie badań w ultrafiolecie z pomocą Hubble’a.
– Zazwyczaj takie zdarzenia są bardzo trudne do zaobserwowania. Możesz wykonać tylko kilka obserwacji na samym początku, zaraz po tym, gdy czarna dziura rozerwie gwiazdę i robi się bardzo jasno. Celem naszego programu jest badanie kilku rozerwań pływowych przez rok i sprawdzanie, co się dzieje – mówi Peter Maksym z Centrum Astrofizyki Harvard&Smithsonian.
Wielki obszar w kształcie pączka
W tym przypadku po rozszarpaniu gwiazdy jej resztki utworzyły bardzo jasny i bardzo gorący obszar wokół czarnej dziury. Kształtem przypomina on pączka z dziurką w środku. Fachowo nazwany torusem, obszar ten ma wielkość Układu Słonecznego i obraca się wokół czarnej dziury.
Obserwacje, takie jak wykonane z pomocą Hubble’a, pozwalają naukowcom budować modele zdarzeń kosmicznych. A następnie sprawdzać, korzystając z danych obserwacyjnych, na ile są one poprawne. I wyciągać wnioski na temat tego, co może dziać się w pobliżu czarnych dziur niedających się bezpośrednio obserwować.
Źródło: NASA.
