Ovo je jedan od novijih članaka sa sajta NASA-inog Rendgenskog opservatorija Chandre. Kao i obično, zanimljiv je i lako razumljiv!

NASA-ini teleskopi doznaju raspored obroka crne jame

Astronomi su točno predvidjeli kada će jedna divovska crna jama dovršiti svoj obrok, a prognoziraju i kada će započeti sljedeći!

Koristeći nove podatke dobivene NASA-inim Rendgenskim opservatorijem Chandrom i Opservatorijem Neil Gehrels Swift, kao i onima koje je prikupio ESA-in XMM-Newton, jedan istraživački tim je ostvario značajan pomak u razumijevanju način na koji crne jame konzumiraju materijal iz svoje okolice - i kada to čine.

Novi rezultati se temelje na proučavanju jedne supermasivne crne jame - s masom od oko 50 milijuna Sunčevih masa - u središtu galaktike udaljene od nas oko 860 milijuna svjetlosnih godina.

Godine 2018, optički sustav ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) je primijetio da je ta galaktika postala znatno sjajnijom. Nakon što su daleku galaktiku promotrili Chandrom i također NASA-inim NICER-om, istraživači su došli do zaključka da je naglo pojačanje sjaja izazvalo "razaranje plimnom silom": nakon što se bila previše približila (supermasivnoj) crnoj jami (u središtu spomenute galaktike), jedna zvijezda je bila potpuno razorena i dijelom progutana. Događaj je dobio oznaku AT2018fyk. (NICER je instrument postavljen na Međunarodnu svemirsku postaju. Prim. prev.)

Kada se materijal razorene zvijezde približio crnoj jami, on se jako ugrijao i stao proizvoditi rendgenske zrake i ultraljubičasto svjetlo. Ti su signali uskoro izblijedjeli, što je sugeriralo da od zvijezde nije ostalo više ništa što bi crna jama mogla pojesti.

Međutim, približno dvije godine kasnije, rendgensko i ultraljubičasto svjetlo iz daleke galaktike se opet pojačalo. Prema riječima astronoma, najuvjerljivije tumačenje jest to da je zvijezda vjerojatno preživjela početni ugriz crne jame, te da je potom ušla u vrlo eliptičnu orbitu oko nje. Tijekom drugog bliskog prolaska pokraj crne jame, još je materijala bilo strgnuto sa zvijezde, zbog čega je nastalo opaženo rendgensko i ultraljubičasto zračenje.

Ovo je istraživanje opisano u znanstvenom radu koji je objavljen prošle godine u Pismima Astrofizikalnog dnevnika. Prvi autor mu je bio Thomas Wevers, astronom iz STScI-ja u Baltimoreu.

"Isprva smo mislili da je to ordinarni slučaj crne jame koja je raskomadala zvijezdu", kaže Wevers. "Umjesto toga, zvijezda je preživjela samo da bi umrla neki drugi put!"

Na temelju onoga što su doznali o toj zvijezdi i njenoj orbiti, Wevers i njegov tim su predvidjeli da će drugi obrok biti okončan u kolovozu 2023. Kako bi provjerili točnost svog predviđanja, naložili su Chandri da promotri daleku galaktiku.

"Da je hranjenje zvijezdom okončano, znali bismo po naglom slabljenju emisije rendgenskih zraka, a upravo je to ono što je Chandra vidio 14. kolovoza 2023. g.", kaže Dheeraj Pasham, astronom iz Tehnološkog instituta Massachusettsa, prvi autor novog znanstvenog rada o ovoj pojavi. "Naši su podaci pokazali da je u kolovozu prošle godine ta crna jama u osnovi obrisala usta i odmaknula se od stola."

Novi podaci koje su Chandra i Swift prikupili nakon što je znanstveni rad iz 2023. g. već bio dovršen, omogućili su istraživačima da točnije procjene trajanje jednog ophoda zvijezda oko crne jame. Na taj su način mogli i bolje predvidjeti kada će početi sljedeći obroci crne jame. Oni su izračunali da se zvijezda jako približi crnoj jami približno svake tri i pol godine.

"Ako je išta ostalo od te zvijezde, mislimo da će treća zakuska započeti negdje između svibnja i kolovoza 2025. g, te da će potrajati skoro dvije godine", kaže Eric Coughlin, tekođer jedan od koautora dvaju spomenutih znanstvenih radova, iz Sveučilišta Syracuse u am. sav. drž. New York. "To će vjerojatno više biti marenda, negoli pravi ručak. Drugi obrok je već bio manji od prvog, a od zvijezde više nije ostalo jako puno."

Istraživači smatraju da je nesretna zvijezda imala pratilju dok se približavala crnoj jami. Međutim, kada se stelarni par isuviše približio crnoj jami, gravitacija crne jame je razdvojila dvije zvijezde. Jedna je ušla u orbitu oko crne jame, a druga je bila velikom brzinom izbačena dalje u svemir.

"Na propast osuđena zvijezda je bila prisiljena promijeniti društvo u kojemu se nalazi: umjesto oko druge zvijezde, ona sada obilazi oko divovske crne jame", kaže Muryel Guolo, još jedan od koautora obaju spomenutih znanstvenih radova, iz Sveučilišta Johns Hopkins u Baltimoreu. "Njena zvjezdana družica je pobjegla, ali ona sama nije!"

Ovaj istraživački tim namjerava pratiti egzotični sustav koji je proizveo AT2018fyk dokle god to bude moguće.

(Glavna slika je optička fotografija AT2018fyk. U donjem desnom kutu je Chandrina rendgenska slika središnjeg dijela neimenovane galaktike o kojoj je ovdje riječ. Širina vidnog polja Chandrine slike iznosi 10 lučnih sekunda.)

Na ilustraciji je zvijezda o kojoj je ovdje riječ prikazana na svojoj orbiti kratko vrijeme nakon najvećeg približavanja crnoj jami. Plimni repovi od materijala razvučenog s nje, još uvijek su joj u blizini. Dok se zvijezda odmiče od crne jame, taj strgnuti materijal pada bliže crnoj jami i gubi (mehaničku) energiju. Materijal se time zagrijava i isijava rendgensko svjetlo, što se vidi dok je zvijezda dalje na svojoj orbiti. (...) Ilustracija prikazuje drugi susret zvijezde s crnom jamom. Oko crne jame se vidi disk od plina koji odašilje rendgenske zrake, a koji je ona privukla k sebi sa zvijezde za njihova prvog plimnog susreta.

Illustration: NASA/CXC/M. Weiss; Image: X-ray: NASA/SAO/Kavli Inst. at MIT/D.R. Pasham; Optical: NSF/Legacy Survey/SDSS

https://chandra.harvard.edu/photo/2024/bhsnack/

Preuzeto sa FB