Poskytuje vzdálená černá díra novou definici bolesti a utrpení?
Černá díra, pojmenovaná XJ1500 + 0154, se jeví jako ekvivalent skutečného života Pit of Carkoon, hnízdiště všemocného Sarlacca ve Star Wars, které jeho oběti pomalu trávilo.
Před více než deseti lety tato obrovská černá díra roztrhla hvězdu a od té doby pokračovala ve velmi dlouhém obědě, hodovala na pozůstatky hvězd. Astronomové pozorně sledují toto pomalé „trávení“, protože je tak neobvyklé, co se nazývá přílivové narušení (TDE), kde přílivové síly z černých děr roztrhávají hvězdy od sebe.
"Byli jsme svědky velkolepé a dlouhodobé zániku hvězdy," řekl Dacheng Lin z University of New Hampshire v Durhamu v New Hampshire, který vedl pozorování této události. "Od 90. let byly odhaleny desítky událostí přílivového narušení, ale žádný, který zůstal jasný až tak dlouho, jako tenhle."
Tato desetiletá hostina trvala desetkrát déle než kterákoli jiná pozorovaná TDE.
XJ1500 + 0154 se nachází v malé galaxii asi 1,8 miliardy světelných let od Země a tuto rentgenovou událost sledují tři dalekohledy: rentgenová observatoř Chandra, satelit Swift a XMM-Newton.
TDE se liší od jiného, běžnějšího zdroje rentgenových paprsků v galaxii, aktivních galaktických jader (AGN). Stejně jako trávení Sarlaccu, AGN může opravdu trvat tisíce let. Jedná se o superhmotné černé díry ve středu galaxií, které přitahují okolní plyn a „emitují velké množství záření, včetně rentgenových paprsků“, vysvětlil Lin v blogu na webu Chandra. "Záření od AGN se příliš neliší, protože plyn, který je obklopuje, se rozprostírá ve velkém měřítku a může trvat desítky tisíc let."
Naproti tomu TDE jsou relativně krátkodobé a trvají jen několik měsíců. Během TDE je část hvězdných zbytků vyhozena při vysokých rychlostech směrem ven, zatímco zbytek klesá směrem k černé díře. Jak cestuje dovnitř, aby byl spotřebován černou dírou, materiál se zahřívá až na milion stupňů, čímž vytváří výraznou rentgenovou erupci.
XJ1500 + 0154 poskytuje mimořádně dlouhou, světlou fázi, která trvá více než deset let. Lin a jeho tým prohlásili, že jedno vysvětlení by mohlo být nejmasivnější hvězdou, která byla během TDE úplně roztrhána.
"Chcete-li, aby událost trvala tak dlouho při tak vysoké jasnosti, vyžaduje úplné rozbití relativně hmotné hvězdy, asi dvojnásobku hmotnosti Slunce," napsal Lin; „narušení takových hmotných hvězd pomocí SMBH je však velmi nepravděpodobné, protože tyto hvězdy jsou ve většině galaxií vzácné, ledaže by galaxie byla mladá a aktivně vytvářející hvězdy, jako v našem případě.
Dalším pravděpodobnějším vysvětlením je tedy to, že se jedná o první pozorovanou TDE, kde byla menší hvězda úplně roztržena.
Lin také řekl, že tato událost má široké důsledky pro fyziku černé díry.
"K úplnému vysvětlení velmi dlouhého trvání naší události je třeba použít nejnovější teoretický pokrok při studiu TDE," napsal. "V posledních dvou letech několik skupin nezávisle zjistilo, že po rozpadu hvězdy může trvat dlouho, než se hvězdné trosky usadí na akrečním disku a do SMBH." Proto se událost může vyvíjet mnohem pomaleji, než se dříve myslelo. “
Kromě toho rentgenová data také ukazují, že záření z materiálu obklopujícího tuto černou díru trvale překonalo to, co se nazývá Eddingtonův limit, který je definován jako rovnováha mezi vnějším tlakem záření z horkého plynu a vnitřním tahem gravitace černé díry.
Vidění důkazů o takovém rychlém růstu může astronomům pomoci pochopit, jak byly supermasivní černé díry schopné dosáhnout hmotností asi miliardkrát vyšší než slunce, když byl vesmír jen asi miliarda let starý.
"Tato událost ukazuje, že černé díry skutečně mohou růst za mimořádně vysoké sazby," řekla spoluautorka Stefanie Komossa z QianNan Normal University for Nationalities v čínském městě Duyun. "To může pomoci pochopit, jak vznikly předčasné černé díry."
Lin a jeho tým budou i nadále sledovat tuto událost a očekávají, že se v příštích několika letech sníží rentgenový jas, což znamená, že zásoby jídla pro tento dlouhý oběd budou brzy spotřebovány.
Pro další čtení:
Papír: Pravděpodobná desetiletí trvající přílivová narušení
Linův blogový příspěvek na webu Chandra
Tisková zpráva společnosti Chandra
Další obrázky a informace od společnosti Chandra
