Černá díra roztrhala hvězdu na kusy a vyvolala kosmickou rázovou vlnu

Nedávný kosmický objev odhaluje černou díru, která trhá jednu hvězdu a její zbytky vrhá na druhou stálici. Tato událost spojuje slapový rozvrat a kvaziperiodické erupce a pomáhá astronomům pochopit prostředí černých děr a formovat budoucí výzkum.

NASA odhalila destruktivní chování černé díry
Rentgenová observatoř NASA Chandra X-ray Observatory spolu s dalšími teleskopy objevila supermasivní černou díru, která roztrhala jednu hvězdu a nyní využívá úlomky z této destrukce k bombardování jiného blízkého objektu, pravděpodobně hvězdy nebo možná menší černé díry. Tento průlomový výzkum spojuje dvě dosud oddělené kosmické záhady a vrhá světlo na prostředí kolem některých největších typů černých děr.

Umělecké vyobrazení ukazuje disk materiálu – znázorněný červenou, oranžovou a žlutou barvou – který se vytvořil poté, co černá díra roztrhala hvězdu svými intenzivními slapovými silami. Během několika let se tento disk rozšiřoval směrem ven, dokud se neprotnul s jiným obíhajícím objektem, buď hvězdou, nebo malou černou dírou. Pokaždé, když se tento objekt s diskem srazí, vyvolá to výbuch rentgenového záření, který Chandra detekovala. Vložený obrázek zobrazuje rentgenová data z družice Chandra (fialově) spolu s optickým snímkem z družice Pan-STARRS (červeně, zeleně a modře), na kterém je zdroj zvýrazněn.

Objev slapové poruchy (TDE)
V roce 2019 zaznamenal optický teleskop v Kalifornii záblesk světla, který astronomové později identifikovali jako „slapovou disrupci“ neboli TDE (Tidal Disruption Event), k níž dochází, když gravitační síly černé díry roztrhají hvězdu na kusy. Tento TDE astronomové pojmenovali AT2019qiz.

Mezitím vědci sledovali také případy jiného typu vesmírného jevu, který je občas pozorován v celém vesmíru. Jednalo se o krátké a pravidelné záblesky rentgenového záření, které se nacházely v blízkosti supermasivních černých děr. Astronomové tyto události pojmenovali „kvaziperiodické erupce“ neboli QPE (quasi-periodic eruptions).

Tato nejnovější studie poskytuje vědcům důkaz, že TDE a QPE spolu pravděpodobně souvisejí. Vědci se domnívají, že QPE vznikají, když objekt narazí do disku, který po TDE zůstane. I když mohou existovat i jiná vysvětlení, autoři studie navrhují, že právě toto je zdrojem alespoň některých QPE.

Podrobná pozorování Chandry a Hubbla
V roce 2023 astronomové použili Chandru i Hubbla k současnému studiu trosek, které po sobě zanechala slapová porucha. Data z Chandry byla získána během tří různých pozorování, z nichž každé od sebe dělilo přibližně 4 až 5 hodin. Celková expozice trvající přibližně 14 hodin času pozorování Chandry odhalila pouze slabý signál v prvním a posledním sledování, ale velmi silný signál v prostředním pozorování.

Vědci dále využili sondu NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), která často sledovala AT2019qiz a hledala opakované rentgenové záblesky. Data z NICER ukázala, že AT2019qiz vybuchuje zhruba každých 48 hodin. Pozorování z observatoře NASA Neila Gehrelse Swift Observatory a indického teleskopu AstroSat toto zjištění potvrdila.

Ultrafialový pohled na rozpínající se disk
Ultrafialová data z Hubbla, získaná ve stejnou dobu jako pozorování Chandry, umožnila vědcům určit velikost disku kolem supermasivní černé díry. Zjistili, že disk se zvětšil natolik, že pokud by kolem černé díry obíhal nějaký objekt, kterému by dokončení oběhu trvalo přibližně týden nebo méně, srazil by se s diskem a způsobil by erupci.

Tento výsledek má důsledky pro hledání dalších kvaziperiodických erupcí spojených se slapovými poruchami. Jejich nalezení by astronomům umožnilo měřit výskyt a vzdálenosti objektů na blízkých oběžných drahách kolem supermasivních černých děr. Některé z nich mohou být vynikajícími cíli pro plánované budoucí observatoře pro detekci gravitačních vln.

Článek popisující tyto výsledky byl publikován 9. října 2024 v časopise Nature. Prvním autorem článku je Matt Nicholl (Queen's University Belfast, Irsko).

Zdroj: https://scitechdaily.com/black-hole-tears-star-to-shreds-unleashing-cosmic-shockwaves/ a https://www.universetoday.com/168864/a-black-hole-has-destroyed-a-star-and-used-the-wreckage-to-pummel-another-star/

autor: František Martinek