Teleskopy zarejestrowały śmierć gwiazdy przez „spaghettizację”

Astronomowie zaobserwowali błysk światła od gwiazdy rozrywanej przez supermasywną czarną dziurę odległą o 215 milionów lat świetlnych od Ziemi. Takie rozdarcie gwiazdy na kawałki nazwano „spaghettizacją”- poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), którego teleskopy uczestniczyły w obserwacjach.

„Pomysł, że czarna dziura wsysa pobliską gwiazdę brzmi jak science-fiction, ale dokładnie to dzieje się w trakcie zjawiska rozerwania pływowego” - powiedział Matt Nicholl, wykładowca i stażysta Royal Astronomical Society na University of Birmingham w Wielkiej Brytanii, pierwszy autor publikacji opisującej nowe badania.

Zjawiska rozerwania pływowego, nazywane po angielsku „tidal distruption events”, zachodzą w momencie gdy obiekt (gwiazda) znajdzie się wystarczająco blisko supermasywnej czarnej dziury, aby siły pływowe zniszczyły pechowy obiekt. Gwiazda ulega rozciągnięciu w cienkie, podłużne strugi materii, co można porównać do kształtu makaronu spaghetti, stąd powstało określenie tzw. spaghettizacji (ang. spaghettification).

Tego typu zdarzenia są rzadkie i nie zawsze łatwe do zbadania. Gdy niektóre z cienkich pasm gwiezdnego materiału spadają na czarną dziurę, zachodzi jasny błysk energii, który astronomowie mogą wykryć przy pomocy teleskopów. Jednak taki błysk może być przesłonięty przez pył, co utrudnia zbadanie szczegółów.

Naukowcy skierowali teleskopy na zjawisko oznaczone jako AT2019qiz, odkryte we wrześniu 2019 r. Udało się je zbadać krótko po tym, jak gwiazda została rozerwana na kawałki. Dzięki obserwacjom we wczesnym stadium procesu, można było przeanalizować zasłonę z pyłu i resztek materii unoszącą się, gdy czarna dziura wyrzuciła potężny wypływ materii z prędkościami do 10 tysięcy km/s. Naukowcy mogli określić pochodzenie materii, która przesłaniała widok oraz śledzić w czasie rzeczywistym jak otacza czarną dziurę.

Kilka przeglądów nieba odkryło emisję od nowego zjawiska rozerwania pływowego bardzo szybko po tym, jak gwiazda została rozerwana, po czym od razu skierowano na to miejsce różne większe teleskopy naziemne i kosmiczne. W obserwacjach wykorzystano m.in. 8-metrowy teleskop VLT w Obserwatorium Paranal i 3,6-metrowy NTT w Obserwatorium La Silla (oba należące do Europejskiego Obserwatorium Południowego), różne teleskopy globalnej sieci Las Cumbres Observatory (LCO), 2-metrowy Liverpool Telescope, 6,5-metrowy teleskop MMT, 6,5-metrowy teleskop Magellan Clay, 4,2-metrowy William Hershel Telescope, kosmiczne obserwatorium Swift.

Obserwacje były rozciągnięte na okres 6 miesięcy, w trakcie których jasność rozbłysku rosła, a potem malała. Wyniki pokazały, że rozerwana gwiazda miała prawie taką samą masę jak Słońce oraz utraciła około jej połowę na rzecz czarnej dziury. Masa czarnej dziury jest z kolei rzędu miliona mas Słońca.

Zespół badawczy mówi, że AT2019qiz może nawet pełnić rolę „kamienia z Rosetty” dla interpretowania przyszłych obserwacji zjawisk rozerwania pływowego (kamień z Rosetty pomógł rozszyfrowaniu egipskich hieroglifów).

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Wśród autorów publikacji znajdziemy nazwiska astronomów z Uniwersytetu Warszawskiego, są to: dr Mariusz Gromadzki, mgr Nada Ihanec, prof. Łukasz Wyrzykowski.(PAP)

cza/ agt/