O gaură neagră „ructe” la jumătate din viteza luminii, la ani după ce a devorat o stea

În octombrie 2018, astronomii au detectat strălucirea strălucitoare a unei stele sfâșiate de o gaură neagră de 20 de milioane de ori mai mare decât soarele nostru aflat la 665 de milioane de ani lumină distanță – așa-numita „eveniment de perturbare a mareelor(TDE) dublat AT2018hyz. Dar, în afară de asta, evenimentul părea neremarcabil și, după câteva luni de observare a găurii negre în lumină vizibilă, TDE a dispărut, iar astronomii au continuat. Dar AT2018hyz avea o surpriză pregătită. După aproape trei ani, gaura neagră a revenit brusc la viață, derutantând astronomii, potrivit A. hârtie nouă Publicat în The Astrophysical Journal.

„Acest lucru ne-a surprins total – nimeni nu a mai văzut așa ceva”, a spus coautorul Yvette Sindis De la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică. Ea a comparat comportamentul neobișnuit de hrănire al unei găuri negre cu „eructarea” după ce a mâncat o masă copioasă. „Este ca și cum această gaură neagră a început brusc să eructe o grămadă de material din steaua care a mâncat-o cu ani în urmă”. Acest lucru indică faptul că fluxul întârziat este mai frecvent decât se așteptau astronomii anterior. Grupul va continua să monitorizeze TDE pe măsură ce se dezvoltă și efectuează un studiu sistematic al unui eșantion mult mai mare de TDE.

așa cum suntem am menționat mai devremeEste o concepție greșită comună că găurile negre se comportă Ca și aspiratoarele cosmice, absorb cu lăcomie orice substanță din împrejurimile lor. De fapt, numai lucrurile dincolo de orizontul evenimentelor – inclusiv lumina – sunt înghițite și nu pot scăpa, deși găurile negre sunt și mâncătorii haotici. Aceasta înseamnă că o parte a substanței corpului este deja expulzată într-un jet puternic.

Într-un TDE, steaua (sau „spaghete”) este tăiată de forțele gravitaționale puternice ale unei găuri negre în afara orizontului evenimentului, iar o parte din masa inițială a stelei este ejectată violent în exterior. Acesta, la rândul său, poate fi format inelul rotativ al materialului (alias Disc de acumulare) în jurul găurii negre emitând raze X puternice și lumină vizibilă. Jeturile sunt o modalitate prin care astronomii pot deduce indirect existența unei găuri negre. Emisiile de ieșire apar de obicei la scurt timp după TDE.

Când AT2018hyz a fost detectat pentru prima dată, iar radiotelescoapele nu au detectat nicio semnătură a emisiei de material de streaming în primele luni. Potrivit Cendes, acest lucru este valabil pentru aproximativ 80 la sută din TDE, așa că astronomii au trecut mai departe, preferând să folosească timpul prețios al telescopului pentru a pune mâna pe obiecte mai interesante. Dar în iunie anul trecut, Cendes și grupul ei au decis să se întoarcă la mai multe TDE-uri în ultimii câțiva ani care nu au prezentat emisii înainte, folosind date radio de la Very Large Array (VLA). Și iată, AT2018hyz lumina din nou cerul.

„Studiam TDE cu radiotelescoape de mai bine de un deceniu și, uneori, constatăm că are fluorescență în unde radio, pe măsură ce aruncă material în afară, în timp ce o gaură neagră consumă steaua pentru prima dată.” Coautorul Edo Berger a spus:, astronom la Universitatea Harvard și Centrul pentru Astrofizică. „Dar la AT2018hyz, a existat tăcere radio în primii trei ani, iar acum este luminat dramatic pentru a deveni unul dintre cele mai strălucitoare TDE radio vreodată”.

Următorul pas a fost avansarea a ceea ce este cunoscut sub numele de „timpul estimat până la ieșire” pe mai multe telescoape diferite pe un spectru larg de lungimi de undă. „Când găsiți ceva atât de neașteptat, abia așteptați ca ciclul obișnuit de propuneri de telescoape să îl observe”, spuse Cyndis. Aceste cereri au fost imediat acceptate, oferindu-le echipei date de la VLA, Observatorul ALMA din Chile, MeerKAT din Africa de Sud, Australian Telescope Compact Array (ATCA) din Australia, precum și Observatorul Spațial Chandra X-Ray și Observatorul Neil Gehrells Swift. .

Analiza tuturor acestor date a dezvăluit că AT2018hyz arunca material la o frecvență grozavă de 1,4 milijanskiy la 5 GHz. „Pentru cei care nu vorbesc la radio, aceasta este Hella Bright!” Cyndis a postat pe Twitter Într-o serie explicativă în iunie anul trecut, când a apărut versiunea inițială, numit „Cea mai mare descoperire din viața mea. Aceasta este a lui start Văzut înainte de la TDE, cu siguranță nu a întârziat câțiva ani. (Fapt amuzant: Cendes și soțul ei alias AT2018hyz Jetty— o abreviere pentru „Jetty McJetFace.”)

TDE a fost un eveniment în curs de desfășurare chiar și în aprilie anul trecut. „Credem că acesta este material stelar care a fost prezent într-un disc de acreție după ce a fost mărunțit.” Cyndis a postat pe Twitter ieri. Dar de ce a durat doi ani pentru ca acest aflux nebun să se întâmple este un mister.”

O posibilitate, potrivit lui Cendes, este ca densitatea fluxului de ieșire să se fi schimbat brusc, dar datele nu susțin acest lucru. De asemenea, nu acceptă posibilitatea ca o aeronavă să fi avut loc la scurt timp după TDE, dar astronomii nu au detectat-o ​​imediat, deoarece nu era îndreptată spre Pământ. Lumina a crescut foarte repede. Cendes a luat în considerare și posibilitatea ca ieșirile separate să interacționeze într-un mod neobișnuit, dar a concluzionat că nici acesta nu este un scenariu probabil.

„Scenariul cel mai probabil este ceva numit „schimbare de stare”, în care discul de acreție din jurul găurii negre se mută într-un alt tip de flux.” Cyndis a postat pe Twitter. „Le vedem în jurul găurilor negre mai mici din galaxia noastră, cu stele donatoare care le oferă material numit binare cu raze X. Deci, dacă aceste schimbări pot avea loc în găurile negre de dimensiuni stelare din galaxiile noastre, de ce nu în jurul găurilor negre supermasive care au primit un injecție? Dintr-o substanță dintr-o stea?”

Dar dacă acesta este cazul, trebuie să existe un exces semnificativ de raze X – și nici datele nu arată asta. „Unde ne lasă asta? Nu știm!” a concluzionat Cyndis. „Ce eram noi? un act Știu că AT2018hyz face ceva neașteptat și nemaivăzut până acum într-o gaură neagră și vom continua să-l monitorizăm cu tot ce avem. Sperăm că notele suplimentare ne vor ajuta să dezvăluim misterele.”

DOI: The Astrophysical Journal, 2022. 10.3847 / 1538-4357 / ac88d0 (Despre DOI).