Astronómovia sledovali, ako čierna diera trhá hviezdu – ale prekvapivo ju zhltli len málo

Detailný záber na hviezdu v blízkosti supermasívnej čiernej diery (umelecký dojem). (ESA/Hubble, ESO, M. Kornmesser)

Čo sa stane, keď sa hviezda zatúla príliš blízko k supermasívu čierna diera ? Zrejmý príbeh je, že sa to pohltí a už ho nikdy neuvidíme. Časť jeho materiálu sa cestou dovnútra prehreje, čo vyžaruje obrovské množstvo žiarenia – zvyčajne röntgenové lúče. To nie je nesprávne vysvetlenie, len neúplné.

V príbehu je toho viac, vďaka tímu astronómov z Kalifornskej univerzity v Berkeley. Na štúdium udalosti narušenia prílivu a odlivu použili špecializovaný spektrograf na Lickovom observatóriu. Tam sa hviezda stretla s čiernou dierou. To, čo našli, bolo prekvapujúce.

Sledovanie hviezdy odsúdenej na zánik

Supermasívne čierne diery sa nachádzajú v galaxiách v celom Vesmíre. Keď sa hviezda zatúla do jej blízkosti, dejú sa zvláštne veci. Gravitačná sila roztrhne hviezdu na kusy a natiahne časť jej materiálu v procese nazývanom „špagetifikácia“.



Nedávne štúdie udalostí narušenia prílivu a odlivu naznačujú, že sa dejú aj iné veci. Napríklad intenzívne vetry prúdiace smerom von z udalosti posielajú časť materiálu odsúdenej hviezdy do vesmíru. To všetko je súčasťou jeho podivnosti.

„Jednou z najbláznivejších vecí, ktoré môže supermasívna čierna diera urobiť, je rozdrviť hviezdu jej obrovskými slapovými silami,“ povedal člen tímu Wenbin Lu, odborný asistent astronómie na UC Berkeley.

„Tieto hviezdne udalosti narušenia prílivu a odlivu sú jedným z mála spôsobov, ako astronómovia poznajú existenciu supermasívu čierne diery v centrách galaxií a merať ich vlastnosti. Avšak kvôli extrémnym výpočtovým nákladom pri numerickej simulácii takýchto udalostí astronómovia stále nerozumejú komplikovaným procesom po prerušení prílivu a odlivu.“

To je dôvod, prečo je štúdium skutočnej hviezdy pri jej zániku také dôležité. Skupina z Berkeley sa zamerala na jednu, ktorá sa dostala príliš blízko k čiernej diere v udalosti s názvom „AT2019qiz“.

Ku katastrofe došlo asi 215 miliónov svetelných rokov od Zeme v špirálovej galaxii v súhvezdí Eridanus. Keď sa hviezda špirálovito rozbehla do akrečného disku, rozdrvila sa.

Potom sa stalo niečo úžasne neočakávané. A vidieť to vyžadovalo zvláštne úsilie.

Polarizovaný pohľad na akciu

Keďže udalosť narušenia vyzerala v optickom svetle celkom jasne, členovia tímu sa rozhodli študovať ju v polarizovanom svetle, aby získali lepší prehľad o tom, čo sa deje. Polarizované svetelné vlny sa pohybujú v jednej rovine, čo znižuje intenzitu svetla. (Je to rovnaký princíp, ktorý používajú polarizované slnečné okuliare na zníženie oslnenia.)

V tomto prípade použitie polarizovaného svetla umožnilo tímu vidieť následky rozdrvenia hviezdy. Zvyčajne to nevidia. Na základe pozorovaní iných podobných udalostí tiež nevideli očakávané množstvo röntgenových lúčov. Takže, čo sa dialo?

Pre AT2019qiz spektropolarimetrické pozorovania odhalili, že veľká časť materiálu hviezdy sa nikdy nedostala do hladného chřtánu čiernej diery. Niektorí sa rozmazali po vesmíre. Intenzívne vetry z čiernej diery však vytvorili aj sféricky symetrický vysokorýchlostný oblak zvyškov hviezdneho materiálu. Tím dosiahol rýchlosť približne 10 000 kilometrov za sekundu. Tento oblak určite priniesol nejaké prekvapenia.

'Toto je prvýkrát, čo niekto odvodil tvar plynového mraku okolo slapovej hviezdy,' povedal Alex Filippenko, profesor astronómie na UC Berkeley a člen výskumného tímu.

Skartovaná hviezda poskytuje vodítka k podobným udalostiam

Tento jedinečný pohľad na prerušenie hviezdy vysvetľuje, prečo astronómovia nevideli veľké množstvo vysokoenergetických röntgenových lúčov z tohto a iných podobných udalostí narušenia prílivu a odlivu. Silný vietor vytvoril oblak a oblak blokuje veľkú časť vysokoenergetického žiarenia pred narušením.

'Ľudia videli ďalšie dôkazy o vetre, ktorý vychádza z týchto udalostí,' povedal Koshore Patra, postgraduálny študent a hlavný autor štúdie.

„Myslím si, že táto štúdia polarizácie rozhodne posilňuje tento dôkaz v tom zmysle, že by ste nezískali sférickú geometriu bez dostatočného množstva vetra. Zaujímavým faktom je, že značná časť materiálu v hviezde, ktorá sa špirálovito otáča dovnútra, nakoniec nespadne do čiernej diery – je odfúknutá z čiernej diery.“

Čo bude ďalej?

Použitie polarizovaného svetla poskytuje dôležitý nástroj na štúdium toho, čo sa stane, keď sa iné hviezdy stretnú so supermasívnymi čiernymi dierami. Astronómom tiež umožňuje prístup k udalostiam na akrečnom disku čiernej diery. Nie je to ľahká úloha.

'Tieto udalosti narušenia sú tak ďaleko, že ich nemôžete skutočne vyriešiť, takže nemôžete študovať geometriu udalosti alebo štruktúru týchto výbuchov,' zdôraznil Filippenko. 'Štúdium polarizovaného svetla nám však v skutočnosti pomáha odvodiť niektoré informácie o distribúcii hmoty pri výbuchu alebo v tomto prípade o tom, ako je tvarovaný plyn - a možno aj akrečný disk - okolo tejto čiernej diery.'

Polarizované svetlo z týchto typov jasných „erupcií“ je cenným nástrojom na mapovanie týchto udalostí. V konečnom dôsledku by takéto pozorovania mohli pomôcť vytvoriť „tomografický“ obraz udalosti narušenia prílivu a odlivu počas jej vývoja – aj keď je to v galaxii ďaleko, ďaleko.

Tento článok pôvodne publikoval Vesmír dnes . Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.