Swift przedstawia "spiralę śmierci" gwiazdy do czarnej dziury

Jakieś 290 milionów lat temu gwiazda podobna do Słońca podeszła zbyt blisko do centralnej czarnej dziury w swojej galaktyce. Intensywne pływy rozerwały gwiazdę, co spowodowało erupcję w promieniowaniu optycznym, ultrafioletowym i rentgenowskim, co zarejestrowano na Ziemi w 2014 roku. Teraz zespół naukowców wykorzystując obserwacje z satelity Swift stworzył mapę różnic długości fal, które powstały w tym zdarzeniu, nazwanym ASASSN-14li, podczas którego cząstki gwiazdy okrążały czarną dziurę.

Naukowcy odkryli zmiany jasności w promieniowaniu rentgenowskim, które wystąpiły około miesiąc po podobnych obserwowanych zmianach w świetle widzialnym i UV. Sądzą oni, że oznacza to, że promieniowanie optyczne i ultrafioletowe zostało wyemitowane z dala od czarnej dziury, w miejscu, gdzie zderzyły się ze sobą eliptyczne strumienie orbitującej materii.

Astronomowie uważają, że ASASSN-14li powstało, gdy gwiazda podobna do Słońca zawędrowała zbyt blisko czarnej dziury o masie 3 milionów mas Słońca, podobnej do tej w centrum Galaktyki. Dla porównania, horyzont zdarzeń takiej czarnej dziury jest około 13 razy większy, niż Słońce a dysk akrecyjny utworzony z rozerwanej gwiazdy może rozciągać się na odległość większą, niż 2 jednostki astronomiczne (j.a. to średnia odległość Ziemia - Słońce).

Gdy gwiazda za bardzo zbliży się do czarnej dziury, której masa wynosi 10.000 lub więcej mas Słońca, siły pływowe przewyższają grawitację własną gwiazdy, przekształcając ją w strumień materii. Astronomowie takie zdarzenie nazywają rozerwaniem pływowym. Materia opadająca w kierunku czarnej dziury gromadzi się w postaci wirującego dysku akrecyjnego, gdzie ulega ściśnięciu i podgrzaniu, zanim ostatecznie osiągnie horyzont zdarzeń czarnej dziury, czyli punkt, zza którego nic nie może uciec a astronomowie nie mogą go obserwować. Rozbłyski powstałe wskutek rozerwania pyłowego dostarczają ważnych informacji o tym, w jaki sposób resztki gwiazdy tworzyły dysk akrecyjny.

Astronomowie wiedzą, że promienie rentgenowskie w takich wybuchach pojawia się bardzo blisko czarnej dziury. Jednak zlokalizowanie światła optycznego i UV jest niejasne a nawet budzi zakłopotanie naukowców. W niektórych najlepiej poznanych tego typu zdarzeniach emisja wydaje się być zlokalizowana znacznie dalej, niż pływy czarnej dziury byłyby w stanie rozerwać gwiazdę. Dodatkowo, gaz emitujący promieniowanie wydawał się utrzymywać stałą temperaturę znacznie dłużej, niż tego oczekiwano.

ASASSN-14li odkryto 22 listopada 2014 roku na zdjęciach uzyskanych z przeglądu All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN), który obejmuje teleskopy robotyczne znajdujące się na Hawajach i w Chile. Dalsze obserwacje przeprowadzane za pomocą teleskopu rentgenowskiego oraz ultrafioletowego satelity Swift rozpoczęły się osiem dni później i były kontynuowane co kilka dni przez kolejnych dziewięć miesięcy. Naukowcy uzupełnili późniejsze obserwacje o dane optyczne uzyskane z Obserwatorium Las Cumbres, znajdującego się w Goleta, w Kalifornii.

W artykule opublikowanym 15 marca w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, Dheeraj Pasham, astrofizyk z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge, Bradley Cenko i ich koledzy pokazują, w jaki sposób wzajemne oddziaływania opadającej materii mogły spowodować obserwowalne promieniowanie optyczne i ultrafioletowe.

Szczątki gwiazdy początkowo opadają w kierunku czarnej dziury, jednak mijają ją i z powrotem wskakują na eliptyczną orbitę, by po pewnym czasie zderzać się z wciąż opadającym na czarną dziurę strumieniem.

Będą potrzebne przyszłe obserwacje tego typu zjawisk, aby wyjaśnić pochodzenie emisji optycznej i ultrafioletowej.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NASA

Urania - Postępy Astronomii

Popularne posty z tego bloga

Słaby, odległy obiekt odkryty na krańcach Pasa Kuipera

Tajemnica, w jaki sposób czarne dziury łączą się i zderzają, zaczyna się wyjaśniać

Ostatni duży posiłek naszej czarnej dziury