Śmierć gwiazdy z rąk masywnej czarnej dziury w galaktyce odległej o 650 milionów lat świetlnych zaskoczyła astronomów, ponieważ nie tylko ma miejsce poza centrum galaktyki, gdzie zwykle czają się masywne czarne dziury, ale także powoduje dwa wypływy wysokoenergetycznych miesięcy po zniszczeniu gwiazdy.
Kiedy A gwiazda zostaje złapany w imadło grawitacyjnego uścisku masy czarna dziurasiły pływowe zaczęły rozciągać i rozdzierać gwiazdę. Takie zdarzenia, zwane „zdarzeniami zakłóceń pływowych” (TDE), są stosunkowo częste. Uwalniają ogromną ilość energii, gdy gwiazda zostaje rozerwana, a jej pozostałości tworzą dysk gruzu wokół czarnej dziury.
W tym przypadku rozbłysk optyczny TDE został zaobserwowany w 2024 roku przez Zwicky Transient Facility na 48-calowym Teleskopie Samuela Oschina w Obserwatorium Palomar w Kalifornii. Stałe monitorowanie TDE, oznaczonego jako AT 2024tvd, na falach radiowych przez następne 10 miesięcy przez szereg teleskopów pozwoliło zidentyfikować dwa różne rozbłyski radiowe – z jakiegoś powodu opóźnione odpowiednio o 80 i 194 dni po rozpoczęciu TDE.
Jeszcze bardziej zaskakująca była jednak lokalizacja TDE: około 2600 lata świetlne od środka gospodarza galaktyka. Większość TDE ma miejsce w centrum galaktyki, gdzie: supermasywna czarna dziura czai się.
Tylko trzy z nich kiedykolwiek widziano poza środkiem.
„To naprawdę niezwykłe” – powiedział Itai Sfaradi z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w: oświadczenie. „Nigdy wcześniej nie widzieliśmy tak jasnej emisji radiowej z czarnej dziury rozrywającej gwiazdę od centrum galaktyki i ewoluującej tak szybko. Zmienia to sposób, w jaki myślimy o czarnych dziurach i ich zachowaniu”.
Sfaradi i jego koleżanka z Berkeley, Raffaella Margutti, kierowali międzynarodowym zespołem mającym na celu śledzenie rozwoju TDE przy użyciu Bardzo duża tablica w Nowym Meksyku, Allen Telescope Array w Kalifornii i Submillimeter Array na Hawajach, a także Atacama Large Millimeter/submilimetr Array (ALMA) w Chile oraz Arcminut Microkelvin Imager Large Array (AMI-LA) w Mullard Radio Astronomy Observatory na Uniwersytecie Cambridge.
To właśnie AMI-LA odegrała kluczową rolę w uchwyceniu zaskakująco szybkiego rozwoju emisji radiowej – szybkiego w tym sensie, że jej energia szybko rosła i zmieniała się. Te fale radiowe powstają, gdy wypływ materii uderza w gaz otaczający czarną dziurę. Gaz ten może być zwykłym ośrodkiem międzygwiazdowym lub pozostałościami po zniszczonej gwieździe.
Dlaczego te odpływy były tak opóźnione w następstwie TDE, pozostaje tajemnicą. Pierwszy rozbłysk radiowy również pojawił się z wykrytym składnikiem promieniowania rentgenowskiego, co skłoniło zespół Sfaradiego do podejrzeń, że ten wypływ był spowodowany akrecją: innymi słowy, część szczątków w dysku akrecyjnym spływającym na czarną dziurę została wypluwana przez pola magnetyczne czarnej dziury.
Drugi rozbłysk jest jeszcze bardziej zagadkowy.
Albo był to strumień materiału poruszający się w połowie prędkość światła który został wystrzelony 170 dni po TDE i dotarcie do otaczającego go gazu potrzebował 24 dni, lub odrzutowiec poruszający się z prędkością prawie światła, który został wystrzelony po 190 dniach. Jaki związek ma ten drugi wybuch z pierwszym i czy powstał w wyniku akrecji tego samego materiału, pozostaje niejasne.
Jeśli chodzi o czarną dziurę, Sfaradi przypuszcza, że jest to czarna dziura o masie pośredniej — to znaczy czarna dziura o masie od 1 000 do 100 000 mas masa naszego słońca. Mogła znaleźć się poza centrum galaktyki na jeden z dwóch sposobów. Albo był uczestnikiem potrójnej interakcji czarnej dziury w centrum swojej galaktyki, co spowodowało jej wyrzucenie, albo była kiedyś centralną czarną dziurą mniejszej galaktyki, która zderzyła się i połączyła z większą, a czarna dziura wędruje teraz jak brutalny łotrzyk przez swoją nową galaktykę, unicestwiając wszelkie niefortunne gwiazdy, które staną jej na drodze.
Wyniki opublikowano 13 października w Listy z dziennika astrofizycznego.
