Przejdź do treści

Hubble obserwuje czarną dziurę rozrywającą przechwyconą gwiazdę

Wizja artystyczna pokazuje, jak czarna dziura może pochłaniać mijającą ją gwiazdę.

Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a szczegółowo zbadali ostatnie chwile gwiazdy, która została rozerwana przez czarną dziurę.

Czarne dziury to zbieracze, a nie łowcy. Czekają, aż jakaś gwiazda znajdzie się w pobliżu. Kiedy gwiazda znajdzie się wystarczająco blisko, potężna grawitacja czarnej dziury gwałtownie rozrywa ją na kawałki i pochłania jej gaz, jednocześnie emitując intensywne promieniowanie.

Nazywa się to „rozerwaniem pływowym”. Ale to sformułowanie ukrywa złożoną, surową przemoc spotkania z czarną dziurą. Istnieje równowaga pomiędzy grawitacją czarnej dziury, która wciąga materię gwiazdy, a promieniowaniem, które ją wydmuchuje. Innymi słowy, czarne dziury to nieporządni pożeracze. Astronomowie używają Hubble’a, aby dowiedzieć się, co dzieje się, gdy gwiazda wpada w grawitacyjną otchłań.

Hubble nie może z bliska sfotografować efektów wywołanych przez zjawisko rozerwania pływowego, nazwanego AT2022dsb, ponieważ rozdrobniona gwiazda znajduje się prawie 300 milionów lat świetlnych od nas, w jądrze galaktyki ESO 583-G004. Astronomowie wykorzystali jednak potężną czułość Hubble’a na ultrafiolet, by zbadać światło pochodzące od rozerwanej gwiazdy, które zawiera wodór, węgiel i inne substancje. Spektroskopia dostarcza ważnych wskazówek na temat śmierci gwiazdy.

Około 100 przypadków rozerwań pływowych wokół czarnych dziur zostało wykrytych przez astronomów za pomocą różnych teleskopów. NASA poinformowała niedawno, że kilka jej wysokoenergetycznych obserwatoriów kosmicznych zauważyło 1 marca 2021 roku kolejne zdarzenie związane z rozerwaniem pływowym wokół czarnej dziury, a miało ono miejsce w innej galaktyce. W przeciwieństwie do obserwacji Hubble’a, dane zostały zebrane w promieniowaniu rentgenowskim z niezwykle gorącej korony wokół czarnej dziury, która uformowała się po tym, jak gwiazda została rozerwana.

Jednak nadal jest bardzo mało zdarzeń rozerwań pływowych, które są obserwowane w świetle ultrafioletowym, biorąc pod uwagę czas obserwacji. To naprawdę niefortunne, ponieważ jest wiele informacji, które można uzyskać z widm UV – powiedziała Emily Engelthaler z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) w Cambridge, Massachusetts. Jesteśmy podekscytowani, ponieważ możemy uzyskać takie szczegóły na temat tego, co szczątki robią. Zdarzenie rozerwania pływowego może nam wiele powiedzieć o czarnej dziurze. Zmiany w kondycji skazanej na zagładę gwiazdy zachodzą w tempie rzędu dni lub miesięcy.

Szacuje się, że w każdej galaktyce, w której centrum znajduje się supermasywna czarna dziura, rozerwanie gwiazd następuje zaledwie kilka razy na 100 000 lat.

To zjawisko, AT2022dsb, zostało po raz pierwszy uchwycone 1 marca 2022 roku przez All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN lub „Assassin”), sieć naziemnych teleskopów, które mniej więcej raz w tygodniu badają niebo pozagalaktyczne w poszukiwaniu gwałtownych, zmiennych i przejściowych zdarzeń, które kształtują nasz Wszechświat. Ta energetyczna kolizja była wystarczająco blisko Ziemi i wystarczająco jasna, aby astronomowie mogli wykorzystać spektroskopię w UV przez dłuższy niż zwykle okres czasu.

Zwykle te zdarzenia są trudne do zaobserwowania. Możemy uzyskać kilka obserwacji na początku zaburzenia, kiedy jest ono naprawdę jasne. Nasz program różni się tym, że ma na celu przyjrzenie się kilku pływom w ciągu roku, aby zobaczyć, co się stanie – powiedział Peter Maksym z CfA. 

Dane spektroskopowe Hubble’a są interpretowane jako pochodzące z bardzo jasnego, gorącego obszaru w kształcie torusa, który był kiedyś gwiazdą. Obszar ten ma wielkość Układu Słonecznego i wiruje wokół czarnej dziury.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:

Źródło: Hubblesite

Na ilustracji: Wizja artystyczna pokazuje, jak czarna dziura może pochłaniać mijającą ją gwiazdę. Źródło: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Reklama