Nasaksihan ng mga astronomo ang masiglang pag-activate ng isang black hole

Natuklasan ng isang pangkat ng mga astronomo na pinamumunuan ng mga mananaliksik mula sa University of Birmingham, University College London at King's University Belfast ang isa sa mga pinaka-dramatikong black hole na "switch-on" na naobserbahan. Ipapakita nila ang kanilang mga resulta sa Martes, Hulyo 4, sa Pambansang pagpupulong ng astronomiya 2023 sa Cardiff.

Ang J221951-484240, na kilala bilang J221951, ay isa sa mga pinakamaliwanag na lumilipas - mga astrophysical na bagay na nagbabago ng kanilang liwanag sa loob ng maikling panahon - na naitala. Natuklasan ito ni Dr Samantha Oates, isang astronomer sa University of Birmingham, at ng kanyang koponan noong Setyembre 2019 habang naghahanap ng electromagnetic light mula sa isang gravitational wave. Ginamit ng team ang ultraviolet at optical telescope sakay ng Neil Gerrells Swift Observatory upang maghanap ng kilonova, ang pirma ng isang neutron star na nagsasama sa isa pang neutron star o black hole. Karaniwan, ang kilonova ay mukhang asul, pagkatapos ay kumukupas at nagiging pula sa loob ng ilang araw. Sa halip, may nakita silang mas kakaiba: J221951. Mukha itong asul, ngunit hindi ito nagbago ng kulay o kumupas nang kasing bilis ng kilonova.

Ilang teleskopyo ang ginamit upang obserbahan ang J221951 at matukoy ang kalikasan nito, kabilang ang Swift/UVOT at Hubble space telescope ng NASA, ang South African Large Telescope, at mga instrumentong ESO gaya ng Very Large Telescope at ang GROND na instrumento sa MPG/ESO 2,2-meter telescope sa obserbatoryo ng La Silla.

Ang spectrum ng J221951 na nakuha ng Hubble Space Telescope ay nag-alis ng koneksyon ng gravitational wave ng J221951. Sa pamamagitan ng pag-aaral sa light spectrum ng J221951, natukoy ni Dr. Oates at ng kanyang team na ang pinagmulan ay humigit-kumulang 10 bilyong light-years ang layo, kabaligtaran sa gravitational wave signal, na nakitang wala pang 0,5 bilyong light-years ang layo. Ang katotohanang ito ay kumikinang nang napakaliwanag sa ganoong kalayuan ay ginagawang J221951 ang isa sa pinakamaliwanag na transient na natuklasan kailanman.

Iminumungkahi ng ebidensya na nabuo ang J221951 bilang resulta ng isang napakalaking black hole na napakabilis na sumipsip ng nakapalibot na materyal. Ang isang pulang kalawakan ay naobserbahan sa J221951 bago ito natuklasan, at ang lokasyon ng J221951 ay pare-pareho sa gitna ng kalawakan, kung saan ang isang napakalaking black hole ay dapat natural na naninirahan. Nagsimula itong kumikinang nang napakabilis - mga 10 buwan bago ito unang natukoy - na nangangahulugang ang itim na butas ay nagsimulang kumain nang napakabilis pagkatapos maging tahimik nang ilang sandali. Ang ultraviolet spectrum ay nagpapakita ng mga tampok ng pagsipsip na pare-pareho sa materyal na itinulak palabas ng malaking paglabas ng enerhiya. Ito, na sinamahan ng mataas na ningning, ay ginagawa itong isa sa pinaka-dramatikong black hole na "turn-on" na naobserbahan.

Tinukoy ng koponan ang dalawang posibleng mekanismo na maaaring ipaliwanag ang gayong matinding pagpapakain ng isang napakalaking black hole. Ang una ay maaaring sanhi ito ng tidal perturbation - ang pagkawasak ng isang bituin habang dumadaan ito malapit sa napakalaking black hole sa gitna ng kalawakan nito. Ang pangalawang opsyon ay maaaring sanhi ito ng isang aktibong galactic nucleus na "nagbago ng estado nito" mula sa tulog hanggang sa aktibo. Ang J221951 ay magse-signal na ang natutulog na black hole sa gitna ng host galaxy ay nagsimulang kumain ng materyal mula sa accretion disk.

Si Dr Matt Nicholl, isang miyembro ng koponan mula sa King's University Belfast, ay nagsabi: "Ang aming pag-unawa sa iba't ibang mga bagay na maaaring gawin ng mga supermassive black hole ay lubos na lumawak sa mga nakaraang taon, salamat sa pagtuklas ng mga starburst at pagdami ng mga black hole na may lubhang variable na ningning. " Idinagdag niya: "Ang J221951 ay isa sa mga pinaka matinding halimbawa ng isang black hole na nagulat sa amin. Ang karagdagang pagmamasid sa J221951 upang matukoy ang kabuuang paglabas ng enerhiya ay maaaring magbigay-daan sa amin na matukoy kung ito ay isang tidal absorption ng bituin sa pamamagitan ng mabilis na umiikot na black hole o isang bagong uri ng AGN turn-on."

Dr. N. Paul Quinn, isa pang miyembro ng koponan mula sa Space Science Laboratory. Mallard sa University College London, ay nagsabi: "Ang pangunahing natuklasan ay ang ultraviolet spectrum na nakuha ng Hubble ay pinasiyahan ang isang galactic na pinagmulan. Ipinapakita nito kung gaano kahalaga na mapanatili ang mga kakayahan ng UV spectrograph na nakabase sa espasyo sa hinaharap."

Idinagdag ni Dr Samantha Oates: "Sa hinaharap, maaari tayong makakuha ng mahahalagang pahiwatig upang makilala ang isang kaganapan sa pagkagambala ng tidal mula sa mga aktibong galactic core na mga senaryo. Halimbawa, kung ang J221951 ay nauugnay sa isang supernova na naka-on, maaari naming asahan na huminto ito sa paghina at muling lalago sa liwanag, samantalang kung ang J221951 ay isang tidal disturbance, inaasahan naming patuloy itong maglalaho. Kakailanganin nating ipagpatuloy ang pagmamasid sa J221951 sa susunod na ilang buwan at taon upang makuha ang huli nitong pag-uugali."

Basahin din:

• Ang napakalaking black hole na Sagittarius A* ay nagising 200 taon na ang nakakaraan
• Ang isang outcast black hole ay tumatakbo sa kalawakan na sinamahan ng isang buntot ng mga baby star