Stjörnufræðingar hafa orðið vitni að orkumikilli virkjun svarthols

Hópur stjörnufræðinga undir forystu vísindamanna frá háskólanum í Birmingham, University College í London og King's háskólanum í Belfast hefur uppgötvað eina stórkostlegasta svarthols „kveikju“ sem sést hefur. Þeir kynna niðurstöður sínar þriðjudaginn 4. júlí kl Landsfundur stjarnvísinda 2023 í Cardiff.

J221951-484240, þekktur sem J221951, er ein bjartasta skammvinn - stjarneðlisfræðileg fyrirbæri sem breyta birtu sinni á stuttum tíma - sem hefur verið skráð. Það var uppgötvað af Dr Samantha Oates, stjörnufræðingi við háskólann í Birmingham, og teymi hennar í september 2019 þegar leitað var að rafsegulljósi frá þyngdarbylgju. Hópurinn notaði útfjólubláu og sjónræna sjónaukana um borð í Neil Gerrells Swift stjörnustöðinni til að leita að kílónóu, merki nifteindastjörnu sem sameinast annarri nifteindastjörnu eða svartholi. Venjulega lítur kílónóvan út blá, dofnar síðan og verður rauð innan nokkurra daga. Í staðinn fundu þeir eitthvað enn óvenjulegra: J221951. Það leit út fyrir að vera blátt, en það breytti ekki um lit eða dofnaði eins hratt og kilonova.

Nokkrir sjónaukar voru notaðir til að fylgjast með J221951 og ákvarða eðli hans, þar á meðal Swift/UVOT og Hubble geimsjónaukar NASA, South African Large Telescope og ESO tæki eins og Very Large Telescope og GROND mælitækið á MPG/ESO 2,2 metra sjónaukanum. í stjörnustöðinni í La Silla.

Litróf J221951 sem Hubble geimsjónauki fékk útilokaði þyngdarbylgjutengingu J221951. Með því að rannsaka ljósróf J221951 gátu Dr. Oates og teymi hennar komist að því að upptökin eru í um 10 milljarða ljósára fjarlægð, öfugt við þyngdarbylgjumerkið, sem greindist í innan við 0,5 milljarða ljósára fjarlægð. Sú staðreynd að það skín svo skært í svo mikilli fjarlægð gerir J221951 að einum bjartasta skammvinn sem hefur fundist.

Vísbendingar benda til þess að J221951 hafi myndast vegna risasvarthols sem gleypti nærliggjandi efni mjög hratt. Rauð vetrarbraut sást við J221951 áður en hún fannst og staðsetning J221951 er í samræmi við miðju vetrarbrautarinnar, þar sem gríðarstórt svarthol ætti náttúrulega að vera. Það byrjaði að glóa mjög skyndilega - um 10 mánuðum áður en það fannst fyrst - sem þýðir að svartholið byrjaði mjög fljótt að nærast eftir að hafa verið rólegt í smá stund. Útfjólubláa litrófið sýnir frásogseiginleika í samræmi við efni sem ýtt er út á við með mikilli orkulosun. Þetta, ásamt mikilli birtu, gerir þetta að einni dramatískustu svarthols „kveikju“ sem sést hefur.

Hópurinn benti á tvo mögulega aðferðir sem gætu útskýrt svo öfgafulla fóðrun á risasvartholi. Hið fyrra er að það gæti hafa stafað af truflun á sjávarföllum - eyðileggingu stjörnu þegar hún fer nærri risasvartholinu í miðju vetrarbrautarinnar. Annar kosturinn er sá að það gæti hafa verið af völdum virks vetrarbrautakjarna sem "breytti ástandi sínu" úr sofandi í virkan. J221951 myndi þá gefa til kynna að sofandi svartholið í miðju hýsilvetrarbrautarinnar væri byrjað að nærast á efni frá ásöfnunarskífunni.

Dr Matt Nicholl, liðsmaður frá King's háskólanum í Belfast, sagði: „Skilningur okkar á mismunandi hlutum sem risasvarthol geta gert hefur stækkað mjög á undanförnum árum, þökk sé uppgötvun stjörnuhra og uppsöfnunar svarthola með afar breytilegum birtustigi. " Hann bætir við: „J221951 er eitt öfgafyllsta dæmið um að svarthol kemur okkur á óvart. Frekari athugun á J221951 til að ákvarða heildarorkulosunina gæti gert okkur kleift að ákvarða hvort þetta sé frásog stjörnunnar frá sjávarfalli með svartholi sem snýst hratt eða ný tegund af AGN-kveikju.

Dr. N. Paul Quinn, annar liðsmaður frá Geimvísindarannsóknarstofunni. Mallard við University College í London sagði: „Lykiluppgötvunin var sú að útfjólubláa litrófið sem Hubble náði í útilokaði uppruna vetrarbrautarinnar. Þetta sýnir hversu mikilvægt það er að viðhalda getu útfjólubláa litrófsritans í geimnum í framtíðinni.“

Dr Samantha Oates bætir við: „Í framtíðinni gætum við hugsanlega fengið mikilvægar vísbendingar til að greina atburðarrás með sjávarföllum frá virkum vetrarbrautarkjarna. Til dæmis, ef J221951 tengist sprengistjarna sem kviknar á, gætum við búist við því að hún hætti að dofna og vaxi aftur í birtustigi, en ef J221951 er sjávarfallatruflun, myndum við búast við að hún haldi áfram að dofna. Við verðum að halda áfram að fylgjast með J221951 næstu mánuði og ár til að fanga seint hegðun hans.“

Lestu líka:

• Ofurmassasvartholið Bogmaður A* vaknaði fyrir 200 árum
• Útskúfað svarthol hleypur í gegnum geiminn ásamt hala af ungstjörnum