Odkryto pierwszą supermasywną czarną dziurę swobodnie przemierzającą kosmos
Zespół astronomów z University of Maryland, kierowany przez Roberta Steina, opisał w The Astrophysical Journal Letters pierwszy znany przypadek rozerwania gwiazdy przez siły pływowe (tidal disruption event, TDE) czarnej dziury, który miał miejsce wyraźnie poza centrum galaktyki. Odkrycie dostarcza mocnego argumentu za istnieniem tzw. wędrujących supermasywnych czarnych dziur – obiektów przewidywanych teoretycznie, ale dotąd niemal nieuchwytnych.
Do rozerwania przez siły pływowe zachodzi, gdy obiekt – tutaj była to gwiazda – zbliży się zbytnio do innego obiektu o znacznie większej masie – tutaj: czarnej dziury – i zostaje zniszczony przez jego grawitację. W przypadku rozerwania gwiazdy przez czarną dziurę proces ten powoduje krótkotrwały, jasny rozbłysk. Dotąd niemal wszystkie znane TDE obserwowano w centrach galaktyk, bo tam rezydują supermasywne czarne dziury. Teoria łączenia się galaktyk przewiduje jednak, że pojedyncza galaktyka może gościć dodatkowe czarne dziury, pozostałe po wchłonięciu mniejszego towarzysza lub wyrzucone z centrum.
Zjawisko TDE 2025abcr wykryto dzięki projektowi przeglądu nieba Zwicky Transient Facility (ZTF), w ramach którego co dwie doby obserwowany jest cały północny nieboskłon. Kluczem był autorski model uczenia maszynowego, stworzony specjalnie po to, by wyłapywać kandydatów na TDE niezależnie od ich położenia względem galaktyki. Spośród setek tysięcy zjawisk rejestrowanych każdej nocy algorytm już w listopadzie ubiegłego roku wytypował TDE 2025abcr na podstawie wysokiej temperatury ciała doskonale czarnego, słabego dopasowania do modelu supernowej Ia oraz temperatury rosnącej, a nie malejącej z czasem.
Potwierdzenie nadeszło szybko. Teleskop Swift zarejestrował silne promieniowanie ultrafioletowe i miękkie promieniowanie rentgenowskie. To cechy uznawane za wyróżnik TDE, odróżniające je od aktywnych jąder galaktyk. Widma zebrane m.in. teleskopami Keck, SOAR, Shane i Nordic Optical Telescope ujawniły szerokie linie wodoru i helu. Temperatura pozostawała niemal stała, na poziomie ok. 30 200 K, s to również cecha rozpoznawcza TDE.
Najbardziej zaskakująca była jednak lokalizacja. Obiekt leżał 9,3 kiloparseka (ok. 30 tys. lat świetlnych) od jądra masywnej galaktyki WISEA J014656.04-152214.7. To pierwszy wykryty teleskopami optycznymi przypadek TDE z tak dużym przesunięciem względem centrum galaktyki. Modelowanie krzywej blasku wskazuje, że gwiazdę rozerwała czarna dziura o masie rzędu miliona mas Słońca.
Autorzy odrzucili alternatywne wyjaśnienia – oddziałującą supernową, LFBOT i rozbłysk aktywnego jądra galaktyki – na podstawie niezgodności właściwości rentgenowskich, spektroskopowych i fotometrycznych. Pozostają dwa prawdopodobne scenariusze pochodzenia wędrującej czarnej dziury: może to być pozostałość jądra mniejszej galaktyki, stopniowo odzieranej z gwiazd podczas niedawnego, mniejszego zlania się galaktyk, albo czarna dziura wyrzucona z centrum wskutek oddziaływania grawitacyjnego, gdy do istniejącego już układu podwójnego czarnych dziur dołączyła trzecia, przybyła z kolejnego zlania galaktyk.
Komentarze (0)