Odkryto gwiazdę rozrywaną przez rzadki rodzaj czarnej dziury

Kosmiczne obserwatorium XMM-Newton odkryło najlepszego w historii kandydata na bardzo rzadki i nieuchwytny rodzaj zjawiska kosmicznego: czarną dziurę o masie pośredniej, która jest w trakcie rozrywania i pożerania gwiazdy znajdującej się w jej pobliżu.

We Wszechświecie kryją się różne rodzaje czarnych dziur: takie o masach gwiazdowych, które powstają z umierających gwiazd, oraz supermasywne czarne dziury kryjące się w jądrach galaktyk, z masami sięgającymi nawet kilku miliardów Słońc.

Między tymi dwiema skrajnościami znajdują się inni przedstawiciele tego gatunku – czarne dziury o masie pośredniej (intermediate-mass black holes – IMBH). Uważa się, że są to młode, z których powstaną później supermasywne czarne dziury. Są szczególnie nieuchwytne, przez co mamy niewiele kandydatów na te obiekty.

Obecnie zespół badaczy wykorzystując dane z XMM-Newton oraz obserwatorium rentgenowskiego Chandra i Swift odkrył rzadkie, charakterystyczne oznaki aktywności takiego obiektu. Wykryli olbrzymi rozbłysk promieniowania na obrzeżach odległej galaktyki, wyrzucony w momencie, gdy gwiazda przeszła zbyt blisko czarnej dziury i została przez nią pochłonięta.

Uważa się, że tego typu obiekty mogą powstać na różne sposoby. Jednym ze scenariuszy jest połączenie się dwóch masywnych gwiazd leżących w gęstych gromadach gwiazd. Zatem centra takich gromad są doskonałym miejscem na poszukiwanie tych obiektów. Jednakże do czasu, gdy takie czarne dziury się uformują, miejsca te wydają się być pozbawione gazu, przez co czarne dziury pozostają bez materii, którą mogły by pożerać a co za tym idzie, ich otoczenie nie będzie emitowało zbyt wiele promieniowania, a to z kolei sprawia, że są niezwykle trudne do wykrycia.

Jednym ze sposobów na wykrycie IMBH jest czekanie, aż w jej pobliżu znajdzie się gwiazda, którą ona zacznie pożerać, co doprowadzi do emisji promieniowania, które naukowcy będą w stanie zarejestrować. Jednak tego rodzaju zdarzenia do tej pory były widoczne jedynie w centrach galaktyk a nie na ich obrzeżach, jak to miało miejsce w tym przypadku.

Naukowcy przeanalizowali dane z XMM-Newton aby znaleźć ten obiekt. Został zidentyfikowany w obserwacjach dużej galaktyki odległej o 740 mln lat świetlnych stąd, które wykonano w 2006 i 2009 roku w ramach przeglądu galaktyk oraz dodatkowo w danych z Chandra (2006 i 2016) i Swift (2014).

Astronomowie przejrzeli także zdjęcia wykonane przy pomocy innych teleskopów aby zobaczyć, jak emisja ta wyglądała w zakresie optycznym. W 2005 r. dostrzegli rozbłysk tego źródła na dwóch zdjęciach. Okazało się, że jest ono bardziej niebieskie i jaśniejsze, niż kilka lat wcześniej. Porównując wszystkie dane ustalili, że pechowa gwiazda została prawdopodobnie rozerwana w październiku 2003 r. naszego czasu i doprowadziła do przepływu energii, który słabł przez kolejne 10 lat.

Naukowcy uważają, że gwiazda została pochłonięta przez czarną dziurę o masie ok. 50 000 mas Słońca. 

Katalog źródeł rentgenowskich XMM-Newton jest obecnie największym tego typu katalogiem zawierającym ponad pół miliona źródeł. Egzotyczne obiekty, takie jak te odkryte we wspomnianym badaniu, wciąż są tam ukryte i czekają na odkrycie przez naukowców analizujących dane ogromny zbiór danych.

O tym rodzaju czarnych dziur pisaliśmy na naszym portalu Czarna dziura o masie pośredniej ukrywa się w centrum gigantycznej gromady kulistej

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Star Shredded By Rare Breed Of Black Hole

Źródło: ESA

Na zdjęciu: Najlepsza kandydatka na czarną dziurę o masie pośredniej (fioletowa plama) na obrzeżach odległej galaktyki. Źródło: Optyczne: NASA/ESA/Hubble/STScI; Promieniowanie X: NASA/CXC/UNH/D. Lin i inni.