Astronomowie zaobserwowali najpotężniejszy wybuch aktywności, jaki kiedykolwiek zarejestrowano, pochodzący z supermasywnej czarnej dziury. Zjawisko to jest prawdopodobnie spowodowane dramatycznym zniszczeniem masywnej gwiazdy. Ten niezwykły wybuch energii, nazwany „Supermanem” ze względu na swoją niesamowitą jasność, stanowi rzadką okazję do zbadania dynamicznego środowiska otaczającego tych kosmicznych gigantów i dostarczenia wskazówek na temat zmienności czarnych dziur.
Zjawisko: zdarzenie zakłócenia pływowego (TDE)
Wybuch aktywności pochodzi z aktywnego jądra galaktycznego (AGN), supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w centrum galaktyki, która aktywnie pochłania materię. Znajduje się prawie 20 miliardów lat świetlnych od Ziemi, co czyni go jednym z najodleglejszych TDE, jakie kiedykolwiek zarejestrowano. Zdarzenie rozerwania pływowego ma miejsce, gdy gwiazda zbytnio zbliża się do ogromnego przyciągania grawitacyjnego czarnej dziury. Grawitacja czarnej dziury rozciąga i rozdziera gwiazdę w procesie znanym jako spaghettyfikacja, uwalniając ogromne ilości energii.
Trudność w wykryciu: AGN i zmienność
Wykrywanie tych zdarzeń w AGN jest trudne ze względu na ich naturalną jasność i fluktuacje wokół aktywnych czarnych dziur, co utrudnia oddzielenie TDE od innych źródeł zmienności. „Od około 60 lat wiedzieliśmy, czym są AGN i wiedzieliśmy, że są bardzo zmienne, ale nie rozumieliśmy tej zmienności” – wyjaśnia Matthew Graham z Kalifornijskiego Instytutu Technologii. Pomimo obserwacji milionów AGN, przyczyna ich zmienności pozostaje tajemnicą. Bezprecedensowa jasność „Supermana” oferuje potencjalny przełom w zrozumieniu tych kosmicznych obiektów.
Ujawnienie „Supermana”: opóźnione ujawnienie
Pierwotnie zaobserwowany w 2018 roku, uważano, że wybuch aktywności pochodzi ze stosunkowo pobliskiej galaktyki, ponieważ astronomowie nie byli w stanie zmierzyć jego odległości od Ziemi. Dopiero w 2023 roku dalsze obserwacje wykazały, że wybuch aktywności zlokalizowany był w dużej odległości, co potwierdziło jego niezwykle wysoką jasność wewnętrzną – znacznie wyższą niż pierwotnie szacowano. Wybuch aktywności zwiększył jasność AGN ponad 40 razy, przyćmiewając poprzedni największy wybuch aktywności, jaki kiedykolwiek zarejestrowano w AGN, 30 razy.
Sprawca: Gwiezdny Gigant
Według Grahama i jego współpracowników najbardziej prawdopodobną przyczyną tego spektakularnego zdarzenia jest zniszczenie naprawdę masywnej gwiazdy. Szacują, że masa gwiazdy jest co najmniej 30 razy większa od masy naszego Słońca, a być może znacznie większa.
Gwiezdne żłobki wokół czarnych dziur
Wokół każdej aktywnej supermasywnej czarnej dziury znajduje się spiralny pierścień materii, zwany dyskiem akrecyjnym. Uważa się, że ekstremalne warunki panujące na tym dysku sprzyjają powstawaniu masywnych gwiazd, chociaż bezpośrednia obserwacja tych gwiazd pozostaje nieuchwytna. * „Jeśli nasza interpretacja jest poprawna i zakładamy, że jest to TDE, dowodzi to istnienia w tym środowisku masywnych gwiazd, które podejrzewaliśmy”* mówi Graham. Odkrycie potwierdza pogląd, że supermasywne czarne dziury nie tylko bulgoczą, ale istnieją w jasnym, dynamicznym środowisku.
Przyszłe badania i implikacje
Badanie „Supermana” w miarę jego stopniowego zanikania może zapewnić lepszy wgląd w środowisko otaczające supermasywne czarne dziury. Może także umożliwić astronomom opracowanie modeli identyfikacji TDE w AGN, ułatwiając odkrywanie większej liczby zdarzeń. * „Często, jeśli widzimy, że TDE wydaje się znajdować w jednej z tych AGN, nie wiemy, czy jest to po prostu aktywne jądro galaktyczne wykazujące aktywność, czy też rzeczywiście mamy TDE, więc naprawdę wspaniale jest mieć coś, co nie jest pod tym względem dwuznaczne”* zauważa Vivienne Baldassare z Washington State University. To odkrycie jest ważnym krokiem w odkrywaniu źródeł zmienności AGN i poszerzaniu naszej wiedzy o tych potężnych zjawiskach kosmicznych.
Szczegóły tych badań opublikowano w The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae0b5e).
