Astronomai matė energingą juodosios skylės suaktyvėjimą

Astronomų komanda, vadovaujama Birmingamo universiteto, Londono universiteto koledžo ir Belfasto Karaliaus universiteto mokslininkų, atrado vieną dramatiškiausių kada nors pastebėtų juodųjų skylių „įsijungimų“. Savo rezultatus jie pristatys antradienį, liepos 4 d., val Nacionalinis astronomijos susitikimas 2023 Kardife.

J221951-484240, žinomas kaip J221951, yra vienas ryškiausių kada nors užfiksuotų pereinamųjų įvykių – astrofizinių objektų, kurie per trumpą laiką keičia savo ryškumą. Jį 2019 m. rugsėjį atrado Birmingamo universiteto astronomė dr. Samantha Oates ir jos komanda, ieškodami elektromagnetinės šviesos iš gravitacinės bangos. Komanda naudojo ultravioletinius ir optinius teleskopus Neil Gerrells Swift observatorijoje, kad surastų kilonovą – neutroninės žvaigždės, susiliejančios su kita neutronine žvaigžde arba juodąja skyle, parašą. Paprastai kilonova atrodo mėlyna, tada per kelias dienas išblunka ir parausta. Vietoj to jie rado kažką dar neįprastesnio: J221951. Jis atrodė mėlynas, bet nepakeitė spalvos ir neišbluko taip greitai, kaip kilonova.

J221951 stebėti ir jo pobūdžiui nustatyti buvo naudojami keli teleskopai, įskaitant NASA Swift/UVOT ir Hablo kosminius teleskopus, Pietų Afrikos didelį teleskopą ir ESO instrumentus, tokius kaip labai didelis teleskopas ir GROND instrumentas MPG/ESO 2,2 metro teleskope. La Silla observatorijoje.

Hablo kosminiu teleskopu gautas J221951 spektras atmetė J221951 gravitacinių bangų ryšį. Ištyrus J221951 šviesos spektrą, daktarė Oates ir jos komanda sugebėjo nustatyti, kad šaltinis yra maždaug už 10 milijardų šviesmečių, priešingai nei gravitacinės bangos signalas, kuris buvo aptiktas mažiau nei už 0,5 milijardo šviesmečių. Dėl to, kad jis taip ryškiai šviečia tokiu dideliu atstumu, J221951 yra vienas ryškiausių kada nors atrastų pereinamųjų elementų.

Įrodymai rodo, kad J221951 susidarė dėl supermasyvios juodosios skylės, kuri labai greitai sugėrė aplinkinę medžiagą. Raudonoji galaktika buvo pastebėta ties J221951 prieš jos atradimą, o J221951 vieta atitinka galaktikos centrą, kuriame natūraliai turėtų būti didžiulė juodoji skylė. Ji pradėjo švytėti labai staiga – likus maždaug 10 mėnesių iki pirmojo aptikimo – tai reiškia, kad juodoji skylė pradėjo maitintis labai greitai po tam tikro laiko tylėjimo. Ultravioletinis spektras rodo absorbcijos ypatybes, atitinkančias medžiagą, kurią išstumia didžiulis energijos išsiskyrimas. Tai kartu su dideliu šviesumu daro tai vienu dramatiškiausių kada nors pastebėtų juodosios skylės „įsijungimų“.

Komanda nustatė du galimus mechanizmus, galinčius paaiškinti tokį ekstremalų supermasyvios juodosios skylės maitinimą. Pirma, tai galėjo sukelti potvynių ir atoslūgių perturbacija – žvaigždės sunaikinimas, kai ji praeina arti supermasyvios juodosios skylės savo galaktikos centre. Antrasis variantas – jį galėjo sukelti aktyvus galaktikos branduolys, „pakeitęs savo būseną“ iš ramybės į aktyvų. Tada J221951 signalizuotų, kad neveikianti juodoji skylė priimančiosios galaktikos centre pradėjo maitintis medžiaga iš akrecinio disko.

Dr Mattas Nichollas, komandos narys iš Belfasto Karaliaus universiteto, sakė: „Mūsų supratimas apie skirtingus dalykus, kuriuos gali padaryti supermasyvios juodosios skylės, pastaraisiais metais labai išsiplėtė, nes buvo atrasti žvaigždžių sprogimai ir juodųjų skylių su ypač kintamu šviesumu susikaupimas. “ Jis priduria: „J221951 yra vienas ekstremaliausių juodosios skylės pavyzdžių, kurie mus nustebina. Tolesnis J221951 stebėjimas, siekiant nustatyti bendrą energijos išsiskyrimą, gali leisti mums nustatyti, ar tai žvaigždės potvynių absorbcija greitai besisukančioje juodojoje skylėje, ar naujo tipo AGN įjungimas.

Dr. N. Paul Quinn, kitas komandos narys iš Kosmoso mokslo laboratorijos. Mallardas iš Londono universiteto koledžo sakė: „Pagrindinis atradimas buvo tas, kad Hablo gautas ultravioletinis spektras atmetė galaktikos kilmę. Tai rodo, kaip svarbu išlaikyti kosmose veikiančio UV spektrografo galimybes ateityje.

Dr Samantha Oates priduria: „Ateityje galbūt galėsime gauti svarbių užuominų, kaip atskirti potvynio trikdžių įvykį nuo aktyvių galaktikos branduolių scenarijų. Pavyzdžiui, jei J221951 yra susijęs su supernovos įsijungimu, galime tikėtis, kad ji nustos blukti ir vėl išaugs ryškumas, o jei J221951 yra potvynių ir atoslūgių sutrikimas, tikėtume, kad jis ir toliau nyks. Per ateinančius kelis mėnesius ir metus turėsime toliau stebėti J221951, kad užfiksuotume jo vėlyvą elgesį.

Taip pat skaitykite:

• Supermasyvi juodoji skylė Sagittarius A* pabudo prieš 200 metų
• Atstumtoji juodoji skylė skrieja kosmose, lydima mažų žvaigždžių uodegos