Czarne dziury należą do zdecydowanie najbardziej intrygujących i tajemniczych obiektów we Wszechświecie. To oczywiście zasługa ich właściwości - dzięki potężnej masie skupionej na stosunkowo małym obszarze pochłaniają grawitacyjnie całą materię znajdującą w pobliżu. Ich pole grawitacyjne jest tak silne, że zza horyzontu zdarzeń (punkt lub linia, zza której nie ma już ucieczki) nie może wydostać się nawet światło.
Samych czarnych dziur nie jesteśmy w stanie zobaczyć, ale naukowcy odkrywają je obserwując pochłanianą przez nie materię. Już kilkukrotnie badacze widzieli też proces "pożarcia" gwiazdy przez czarną dziurę, a po raz pierwszy zarejestrowano go w całości w 2019 roku.
Odkryto gwiazdę, która przetrwała spotkanie z czarną dziurą
Zazwyczaj jednak gwiazda, która nie zostanie bezpośrednio połknięta, jest rozrywana przez silną grawitację czarnej dziury. Teraz zespół badaczy korzystających z danych rentgenowskich pochodzących z obserwatoriów Chandra X-ray Observatory (NASA) i XMM-Newton (ESA) odkrył gwiazdę, która przetrwała bliskie spotkanie z czarną dziurą.
Był to czerwony olbrzym (czyli wielka "napuchnięta" gwiazda w ostatnim stadium swojej ewolucji), który wpadł w sidła supermasywnej czarnej dziury w jądrze aktywnej galaktyki GSN 069, 250 mln lat świetlnych od Ziemi. Czarna dziura o masie 400 tys. Słońc (czyli stosunkowo niewielka jak na swoją klasę) schwytała gwiazdę, a następnie zdarła z niej wierzchnie warstwy materii.
Gwiazda zmieniła się w białego karła (to i tak by się stało, co tłumaczyłem w tym miejscu) i została uwięziona na eliptycznej orbicie wokół czarnej dziury. Naukowcy są zaskoczeni, bo obiekt ten przetrwał spotkanie z czarną dziurą, co zdarza się niezwykle rzadko.
Biały karzeł nie uciekł jednak czarnej dziurze na dobre. Obiega ją po bardzo wąskiej orbicie, a podczas największego zbliżenia (perycentrum) - które wynosi niespełna 15-krotność promienia horyzontu zdarzeń - traci część swojej materii. Zdaniem badaczy, w perycentrum para emituje w przestrzeń fale grawitacyjne.
W mojej interpretacji danych rentgenowskich biały karzeł przeżył, ale nie uciekł. Teraz jest uwiązany na eliptycznej orbicie wokół czarnej dziury, a w około dziewięć godzin odbywa jedną podróż dookoła niej
- powiedział Andrew King z Uniwersytetu Leicester w Wielkiej Brytanii.
Gwiazda nie uniknie przeznaczenia
Naukowcy zaobserwowali, że gwiazda bardzo powoli oddala się od czarnej dziury, dlatego też tempo ściągania materii maleje. Na dodatek najprawdopodobniej ulega zjawisku precesji przewidzianej przez Alberta Einsteina. Przewiduje się, że orbita gwiazdy w przyszłości stanie się większa i mniej eliptyczna niż obecnie.
Przyszłość gwiazdy jest jednak przesądzona. Będzie tkwiła na orbicie wokół czarnej dziury, będąc jednocześnie powoli obdzierana ze swojej masy. Zdaniem badaczy jest to scenariusz nieunikniony. Teraz gwiazda ma masę pięciokrotnie mniejszą od Słońca.
[Gwiazda - przyp. red.] będzie bardzo mocno starała się oddalić, ale z tej sytuacji nie ma możliwości ucieczki. Czarna dziura będzie zjadała ją coraz wolniej i wolniej, ale nigdy nie przestanie. Zasadniczo utrata masy będzie trwała aż do momentu, gdy biały karzeł zmaleje do masy Jowisza - za około bilion lat. To wybitnie powolny i zawiły sposób powstania planety, jaki wymyślił Wszechświat
- tłumaczy Andrew King.
Naukowcy szacują, że zdarzenia tego typu są w kosmosie powszechne. Najprawdopodobniej częstsze niż bezpośrednie kolizje gwiazd z czarnymi dziurami. Problem w tym, że silne fale rentgenowskie wyzwalane podczas największych zbliżeń obu obiektów są widoczne dla naszych teleskopów jedynie przez ok. 2000 lat. To niezwykle krótki odcinek życia gwiazdy, dlatego badacze mogą łatwo go przegapić. Tymczasem to właśnie takie zdarzenia są przypuszczalnie głównym powodem wzrostu supermasywnych czarnych dziur.
Czytaj też: Wykryto najpotężniejszą eksplozję w dziejach Wszechświata. Spowodowała ją supermasywna czarna dziura
