Naukowcy zaobserwowali rozerwanie gwiazdy przez czarną dziurę. To najbliższe nam zjawisko "spaghettizacji"

Bartłomiej Pawlak
Naukowcy zaobserwowali moment rozerwania gwiazdy przez supermasywną czarną dziurę. To niezwykłe i rzadkie zjawisko tzw. "spaghettizacji" zostało dokładnie przebadane i jest pierwszym zarejestrowanym wydarzeniem tego typu tak blisko Ziemi.
Zobacz wideo Czarna dziura pożarła gwiazdę wielkości Słońca. NASA zarejestrowała niezwykle rzadkie zjawisko

Międzynarodowy zespół naukowców korzystających z teleskopów Europejskiego Obserwatorium Południowego zarejestrował nietypowy rozbłysk światła od gwiazdy znajdującej się 215 mln lat świetnych od Ziemi.

Czarna dziura zrobiła z gwiazdy "spaghetti"

Analizy obserwowanego w minionym roku sygnału pozwoliły wykonać szczegółowe badania i dowieść, że prowodyrem wydarzenia była supermasywna czarna dziura (ok. miliona mas Słońca), która rozerwała znajdującą się w pobliżu gwiazdę (o masie zbliżonej do Słońca). Mieliśmy zatem do czynienia czymś, co naukowcy nazywają zjawiskiem rozerwania pływowego (ang. tidal disruption event). Badacze oznaczyli je jako AT2019qiz.

Dzieje się tak, gdy gwiazda zbliża się niebezpiecznie blisko np. czarnej dziury. Siły pływowe powodowane przez znacznie bardziej masywną czarną dziurę powoli zdzierają wierzchnie "warstwy" materii, która zaczyna obiegać horyzont zdarzeń (miejsce, po przekroczeniu którego nie da się już wyrwać z pola grawitacyjnego czarnej dziury), tworząc dysk akrecyjny.

Materia gwiazdy stopniowo opada (akreuje) na czarną dziurę, rozgrzewając się przy tym do ogromnej temperatury i wydzielając spore ilości energii. Gwiazda rozciągana jest natomiast na długi strumień materii i doświadcza tzw. spaghettizacji (ang. spaghettification lub noodle effect) - wyglądem przypomina wtedy popularny włoski makaron. 

Gdy pechowa gwiazda zawędruje zbyt blisko supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki, ekstremalne przyciąganie grawitacyjne czarnej dziury rozerwie gwiazdę na cienkie strumienie materii

- tłumaczy autor badań Thomas Wevers cytowany w komunikacie ESO.

 

Czarna dziura zasłonięta przez materię gwiazdy

Badacze podkreślają, że w momencie zjawiska rozerwania pływowego uwalniana energia wyrzuca w przestrzeń kosmiczną zewnętrzne warstwy gwiazdy, tworząc jasne dżety stanowiące zasłonę utrudniającą obserwacje. Właśnie z powodu obecności zasłaniającego zjawisko gazu naukowcy mieli do tej pory problem z dokładnym zbadaniem procesu pożerania gwiazdy przez czarną dziurę.

Tym razem było to jednak możliwe, dlatego że zjawisko AT2019qiz zostało odkryte w bardzo wczesnym stadium - w momencie rozrywania gwiazdy. Wtedy wyrzucana materia nie przeszkadzała jeszcze w prowadzeniu obserwacji. Naukowcy przez ponad pół roku śledzili cały proces, podczas którego czarna dziura pochłonęła w przybliżeniu połowę masy gwiazdy. 

Ponieważ uchwyciliśmy to [zjawisko rozerwania pływowego - przyp. red.] we wczesnym stadium, faktycznie mogliśmy zobaczyć zasłonę z pyłu i resztek unoszącą się, gdy czarna dziura wyrzuciła potężny wypływ materii z prędkościami do 10 000 km/s. To unikalne zerknięcie przez zasłonę dostarczyło pierwszej okazji do określenia pochodzenia zasłaniającego materiału i śledzenia w czasie rzeczywistym, jak otacza czarną dziurę

- dodaje Kate Alexander z NASA Einstein Fellow.

Naukowcy podkreślają, że było to najbliższe Ziemi tego typu zjawisko zarejestrowane do tej pory. Badanie pomoże naukowcom lepiej zrozumieć supermasywne czarne dziury i zachowanie obiektów znajdującym się w ich ekstremalnie silnym polu grawitacyjnym.

Obserwacje prowadzono w ultrafiolecie, zakresie optycznym, rentgenowskim i radiowym przy pomocy położonych na pustyni Atakama w Chile obserwatoriów astronomicznych ESO - Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) oraz Teleskopu Nowej Technologii (NTT). Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".