Astronomowie odkryli, że masywna czarna dziura budzi się w odległej galaktyce

Naukowcy uchwycili to, jak masywna czarna dziura znajdująca się w sercu galaktyki w gwiazdozbiorze Panny budzi się, wystrzeliwując w regularnych odstępach czasu intensywne rozbłyski rentgenowskie.

Wcześniej naukowcy nie mieli powodu, by zwracać uwagę na galaktykę SDSS1335+0728, która znajduje się 300 milionów lat świetlnych od Układu Słonecznego. Jednak w 2019 roku obiekt nagle zaczął świecić z jasnością, która przyciągnęła uwagę niektórych teleskopów. Następnie, badacze zaczęli zauważać regularne wybuchy promieniowania rentgenowskiego z niego pochodzące.

Według badań, przeprowadzonych przez naukowców z Valparaiso University i Massachusetts Institute of Technology, i opublikowanych w czasopiśmie Nature Astronomy, był to znak, że uśpiona masywna czarna dziura galaktyki budzi się ze snu.

Większość galaktyk, w tym Droga Mleczna, posiada supermasywną czarną dziurę, która znajduje się w ich centrum. Te niezwykle masywne obiekty przyciągają i pochłaniają wszystko co znajdzie się w ich pobliżu – nawet światło nie może uciec przed ich sią grawitacji. Jeśli gwiazda znajdzie się zbyt blisko, może zostać rozerwana na strzępy. Materiał, który przyciągnie do siebie czarna dziura wiruje wokół niej, tworząc tak zwany dysk akrecyjny, który jest stopniowo pochłaniany.

Jak tłumaczą naukowcy, czarne dziury mogą również przechodzić przez długie okresy bezczynności, gdy nie przyciągają materii. Po dość spokojnym okresie, jasny, zwarty region w sercu galaktyki SDSS1335+0728 został sklasyfikowany jako „aktywne jądro galaktyczne” – i otrzymał przydomek „Ansky”.

„To rzadkie wydarzenie daje astronomom możliwość obserwowania zachowania czarnej dziury w czasie rzeczywistym za pomocą kilku teleskopów rentgenowskich” – mówi Lorena Hernandez-Garcia z Valparaiso University.

Krótkotrwałe rozbłyski rentgenowskie z „Ansky” nazywane są quasiperiodycznymi erupcjami lub QPE.

„Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy takie zdarzenie w czarnej dziurze, która wydaje się budzić. Nie rozumiemy jeszcze, co może je powodować” – podkreśla Lorena Hernandez-Garcia.

Obecna teoria, zakłada, że QPE są związane z dyskami akrecyjnymi, które tworzą się po rozerwaniu gwiazdy przez czarną dziurę. Jednak jak podkreślają badacze, nic nie wskazuje na to, że miało to miejsce w centrum SDSS1335+0728, a jej rozbłyski są dość nietypowe.

„Wybuchy promieniowania rentgenowskiego z Ansky są 10 razy dłuższe i 10 razy jaśniejsze niż przy typowych QPE. Każda z tych erupcji uwalnia sto razy więcej energii niż widzieliśmy gdzie indziej. Odstępy 4,5 dnia między tymi rozbłyskami są również najdłuższymi, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. To przesuwa nasze modele do granic możliwości i podważa nasze wcześniejsze koncepcje dotyczące sposobu generowania tych rozbłysków rentgenowskich” – twierdzi Joheen Chakraborty z Massachusetts Institute of Technology.

Astronomowie zaproponowali kilka teorii na temat tego, co może być przyczyną tych dziwnych rozbłysków. Jedną z nich było to, że dysk akrecyjny powstał w wyniku zasysania gazu do czarnej dziury, która emituje rozbłyski rentgenowskie tylko wtedy, gdy mały obiekt niebieski, taki jak gwiazda, przecina jej ścieżkę.

„Wystarczy wyobrazić sobie czarną dziurę i otaczający ją dysk. Teraz wyobraźmy sobie, że gwiazda przecina dysk dwa razy za każdym razem, gdy krąży po orbicie – wystrzeliwując rozbłyski, ale pod określonym kątem, co oznacza, że nie ma naprawdę siły, która by ją przyciągała” – podsumowuje Norbert Schartel z ESA.

Emil Gołoś