Dodano: 19 czerwca 2024r.

Przebudzenie czarnej dziury. Pierwsze takie obserwacje

Pod koniec 2019 roku galaktyka SDSS1335+0728 zaczęła świecić jaśniej. Astronomowie skierowali na nią swoje teleskopy, żeby sprawdzić, co jest tego przyczyną. Okazało się, że zmiany w jasności galaktyki są spowodowane nagłym przebudzeniem się ogromnej czarnej dziury w jej centrum.

Przebudzenie czarnej dziury. Pierwsze takie obserwacje

 

Dziwne pojaśnienie w galaktyce znajdującej się 300 milionów lat świetlnych od Układu Słonecznego w gwiazdozbiorze Panny zaintrygowało astronomów. Galaktyka SDSS1335+0728 niczym specjalnym się nie wyróżniała, ale w grudniu 2019 roku jej jasność nagle zaczęła znacząco wzrastać.

Astronomowie wykorzystali dane z kilku obserwatoriów kosmicznych i naziemnych, aby śledzić, jak zmieniała się jasność galaktyki. W badaniu opublikowanym na łamach „Astronomy & Astrophysics” doszli do wniosku, że są świadkami, jak supermasywna czarna dziura budzi się ze snu i zaczyna pożerać otaczający ją gaz, przekształcając się w galaktykę aktywną i stając się w ten sposób jednym z najjaśniejszych stałych źródłem światła.

Aktywacja czarnej dziury

Niektóre zjawiska, takie jak eksplozje supernowych lub zdarzenia rozerwania pływowego, czyli przypadek, gdy gwiazda znajdzie się zbyt blisko czarnej dziury i zostaje rozerwana - mogą spowodować, że galaktyki nagle stają się jaśniejsze. Jednak te zmiany jasności trwają zazwyczaj kilkadziesiąt lub co najwyżej kilkaset dni. Galaktyka SDSS1335+0728, od kiedy jej jasność zaczęła znacząco wzrastać, utrzymuje ten stan, ponad cztery lata po tym, jak po raz pierwszy zaobserwowano zmiany.

Zespół astronomów próbował zrozumieć te zmiany jasności, wykorzystując połączenie danych archiwalnych i nowych obserwacji z kilku obserwatoriów. Porównując dane zebrane przed i po zmianie jasności, odkryli, że SDSS1335+0728 emituje teraz znacznie więcej światła w zakresie ultrafioletowym, widzialnym i podczerwonym. Galaktyka zaczęła również emitować promienie rentgenowskie w lutym 2024 r.

Czarne dziury to tak masywne obiekty, że nawet światło nie jest w stanie uciec przed ich gigantycznym przyciąganiem grawitacyjnym. Emisja promieniowanie pochodzi z otaczającego obiekt obszaru. Gdy gaz i pył wpadają w uścisk grawitacyjny czarnej dziury, intensywne tarcie i grawitacja powodują, że materia ta nagrzewa się do ogromnych temperatur, świecąc jasno w przestrzeni kosmicznej.

- To zachowanie jest bezprecedensowe - mówi Paula Sánchez Sáez z ESO, główna autorka badania. - Najlepszą opcją wyjaśnienia tego zjawiska jest to, że widzimy, jak jądro galaktyki zaczyna wykazywać aktywność. Jeśli w istocie tak jest, byłby to pierwszy raz, kiedy widzimy aktywację masywnej czarnej dziury w czasie rzeczywistym - dodaje współautorka publikacji Lorena Hernández García z Millennium Institute of Astrophysics (MAS) w Chile i Uniwersytetu Valparaíso w Chile.

Pierwsze takie obserwacje

Supermasywne czarne dziury, o masie ponad sto tysięcy razy większej od masy naszego Słońca, znajdują się w centrum większości galaktyk, w tym Drogi Mlecznej. - Te gigantyczne potwory zazwyczaj śpią i nie są bezpośrednio widoczne — wyjaśnia Claudio Ricci z Uniwersytetu Diego Portales w Chile, współautor publikacji. - W przypadku SDSS1335+0728 byliśmy w stanie zaobserwować przebudzenie się ogromnej czarnej dziury, która nagle zaczęła żerować na gazie dostępnym w jej otoczeniu, stając się bardzo jasna – dodaje.

Proces przebudzenia czarnej dziury nigdy wcześniej nie był obserwowany. Poprzednie badania donosiły o tym, że nieaktywne galaktyki stają się aktywne po kilku latach, ale po raz pierwszy sam proces, przebudzenie się czarnej dziury, został zaobserwowany w czasie rzeczywistym. - To coś, co mogłoby się zdarzyć również w przypadku supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A*, znajdującej się w centrum naszej galaktyki – mówi Ricci.

Nadal potrzebne są dalsze obserwacje, aby wykluczyć alternatywne wyjaśnienia, bo są podejrzenia, że nagle pojaśnienie galaktyki jest wynikiem niezwykle powolnego zdarzenia rozerwania pływowego. Być może jest to zupełnie coś innego, jakieś nieznane dotychczas zjawisko. Jeśli jest to w rzeczywistości zdarzenie rozerwania pływowego, byłoby to najdłuższe takie zdarzenie, jakie kiedykolwiek zaobserwowano.

- Niezależnie od charakteru zmian, ta galaktyka dostarcza cennych informacji o tym, jak czarne dziury rosną i ewoluują - mówi Sánchez Sáez. Zrozumienie, co sprawia, że ​​galaktyki przechodzą taką transformację, może ujawnić, czy nasza galaktyka mogłaby kiedyś zrobić to samo.

 

Źródło: ESO, fot. ESO/M. Kornmesser