Dalekohled nahlédne do temnoty hlubokého vesmíru. Najednou - objeví se záblesk světla, který tam předtím nebyl. Co by to mohlo být? Supernova? Dvě masivně husté hvězdy fúzující dohromady? Možná praskl paprsek gama?
Před pěti lety si vědci používající dalekohled ROTSE IIIb na McDonald Observatory všimli právě takové události. Ale astronomové se zdaleka nejedná o vaši hvězdnou explozi nebo fúzi neutronových hvězd, ale astronomové věří, že tato drobná erupce byla ve skutečnosti důkazem supermasivní černé díry ve středu vzdálené galaxie, která roztrhla hvězdu na kousky .
Astronomové v McDonald používali dalekohled ke skenování oblohy pro tyto vznikající záblesky po celá léta, jako součást ROTSE Supernova Verification Project (SNVP). A na první pohled začervenal událost, která se objevila na začátku roku 2009 a kterou výzkumníci přezdívali „Dougie“, vypadala stejně jako mnoho dalších supernov, které objevili v průběhu projektu. S ohnivým - 22,5-absolutním jasem, událost zapadala přímo do třídy superhvězdných supernov, s nimiž byli vědci již obeznámeni.
Ale jak čas pokračoval a začaly se objevovat další údaje o Dougie, astronomové začali měnit názor. Rentgenová pozorování na oběžné dráze Swift satelitu a optická spektra pořízená McDonaldovým Hobby-Eberly Telescope odhalila vyvíjející se světelnou křivku a chemický make-up, který se nehodil s počítačovými simulacemi superluminózních supernov. Podobně Dougie nevypadal jako fúze neutronových hvězd, která by dosáhla maximální svítivosti mnohem rychleji, než bylo pozorováno, nebo prasknutí gama paprsků, které by se i v úhlu, zdálo se mnohem jasnější v rentgenovém světle .
Zůstala pouze jedna možnost: tzv. „Přílivová narušení“ nebo krveprolití a spaghettifikace, ke které dochází, když se hvězda putuje příliš blízko horizontu černé díry. J. Craig Wheeler, vedoucí skupiny supernov na University of Texas v Austinu a člen týmu, který objevil Dougie, vysvětlil, že na krátké vzdálenosti gravitace černé díry působí mnohem silněji na straně hvězdy, která je nejblíže než na protější straně hvězdy. Vysvětlil: „Tyto zvláště velké přílivy mohou být natolik silné, že vyřadíte hvězdu z nudle.“
Tým vylepšil své modely události a dospěl k překvapivému závěru: poté, co Dougieho hvězdný materiál nakreslil o něco rychleji, než dokázal zvládnout, černá díra nyní „dusila“ na své poslední jídlo. To je způsobeno astrofyzikálním principem zvaným Eddingtonův limit, který uvádí, že černá díra dané velikosti zvládne jen tolik inflačního materiálu. Po dosažení tohoto limitu může jakýkoli další příjem hmoty vyvinout větší vnější tlak, než může kompenzovat gravitace černé díry. Toto zvýšení tlaku má jakýsi odrazový efekt, který odhazuje materiál z akrečního disku černé díry spolu s teplem a světlem. Takový výbuch energie odpovídá přinejmenším části Dougieho jasu, ale také naznačuje, že původní umírající hvězda - hvězda, která není na rozdíl od našeho Slunce - bez boje neklesne.
Kombinace těchto pozorování s matematikou Eddingtonova limitu vědci odhadli, že velikost černé díry je asi 1 milion slunečních hmot - poměrně malá černá díra, ve středu poměrně malé galaxie vzdálené tři miliardy světelných let. Objevy, jako jsou tyto, umožňují astronomům nejen lépe porozumět fyzice černých děr, ale také vlastnostem jejich často nenápadných domácích galaxií. Koneckonců, přemýšlel Wheeler: „Kdo věděl, že tento malý chlap má černou díru?“
Chcete-li získat simulovaný pohled na Dougieho pro sebe, podívejte se na úžasnou animaci níže, s laskavým svolením člena týmu James Guillochon:
Výzkum je publikován v tomto měsíčním čísle časopisu The Astrophysical Journal. Zde je k dispozici předtisk papíru.
