Astronomowie obserwują, jak supermasywna czarna dziura budzi się w czasie rzeczywistym

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Astronomowie są świadkami spektaklu nigdy wcześniej nie widzianego we wszechświecie: przebudzenia supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej galaktyki.

Pod koniec 2019 r. Zespół Astronomowie zauważyli niepozorną galaktykę o nazwie SDSS1335+0728, położoną 300 milionów lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Panny. Nagły wzrost jasności galaktyki został spontanicznie wykryty przez teleskop Zwicky Transient Facility w Obserwatorium Palomar w Kalifornii.

Dzięki niezwykle szerokiemu polu widzenia kamera co dwa dni skanuje całe północne niebo, przechwytując dane na temat obiektów niebieskich, takich jak asteroidy bliskie Ziemi, a także jasne, odległe supernowe.

Interdyscyplinarny zespół astronomów i inżynierów kontynuował obserwacje Zwicky’ego, wykorzystując informacje z teleskopów kosmicznych i naziemnych, aby zobaczyć, jak jasność galaktyki zmieniała się w czasie.

Ku swemu zaskoczeniu badacze zdali sobie sprawę, że byli świadkami wyjątkowego momentu przebudzenia kosmicznego potwora. Wyniki ich badań zostały zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Journal of Astronomy and Astrophysics.

„Wyobraźcie sobie, że od lat obserwujecie odległą galaktykę, która zawsze wydawała się cicha i nieaktywna” – stwierdziła w oświadczeniu główna autorka badania Paula Sanchez Saez, astronom z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Niemczech. „Nagle (jego rdzeń) zaczął wykazywać dramatyczne zmiany jasności, w przeciwieństwie do jakichkolwiek typowych wydarzeń, które widzieliśmy wcześniej”.

Zespół sklasyfikował galaktykę jako zawierającą aktywne jądro galaktyczne lub jasny, zwarty obszar żywiący się supermasywną czarną dziurą.

Szereg scenariuszy na niebie może spowodować nagłe pojaśnienie galaktyki, na przykład eksplozje supernowych lub gdy gwiazdy zbytnio zbliżą się do czarnych dziur i rozerwą się podczas zjawisk zwanych zakłóceniami pływowymi.

Jednak takie zdarzenia trwają tylko dziesiątki lub setki dni, a jasność SDSS1335+0728 nadal rośnie ponad cztery lata po tym, jak badacze po raz pierwszy zauważyli, że jej jasność rośnie jak pstryknięcie kosmicznego włącznika światła.

Wahania jasności w galaktyce nie przypominają niczego, co astronomowie widzieli wcześniej, co tylko pogłębiło ich zamieszanie.

Aby znaleźć odpowiedzi, zespół przejrzał dane archiwalne z badań Wide Field Infrared Survey Explorer, Galaxy Evolution Explorer, 2 Micron All-Sky Survey, Sloan Digital Sky Survey i innych obserwatoriów.

Naukowcy porównali dane z kolejnymi obserwacjami wykonanymi przez Bardzo Duży Teleskop (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, Południowy Teleskop Badań Astrofizycznych w Chile, Obserwatorium W.M. Kecka na Hawajach oraz należące do NASA teleskopy Neil Girls-Swift i Chandra Space Obserwatorium. Obserwatoria rentgenowskie.

Łącznie zbiory danych zapewniły szeroki obraz galaktyki przed obserwacją z grudnia 2019 r. i po niej, ujawniając, że w ostatnich latach galaktyka zaczęła emitować więcej światła ultrafioletowego, widzialnego i podczerwonego, a począwszy od lutego – promieniowania rentgenowskiego – coś bezprecedensowego. zachowanie, powiedział Sanchez Saez.

Biorąc pod uwagę, że galaktyka jest oddalona o 300 milionów lat świetlnych, zdarzenia obserwowane przez astronomów miały miejsce w przeszłości, ale światło z tych wydarzeń dociera teraz do Ziemi po podróży przez przestrzeń przez miliony lat. Rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku 5,88 biliona mil (9,46 biliona km).

„Najbardziej oczywistą opcją wyjaśnienia tego zjawiska jest to, że widzimy, jak (jądro) galaktyki zaczęło wykazywać (…) aktywność” – powiedziała współautorka badania Lorena Hernandez Garcia, astronom z Millennium Institute for Astrophysics and Uniwersytet Columbia. Valparaiso, obaj w Chile, w oświadczeniu. „Jeśli tak, byłby to pierwszy raz, kiedy zaobserwowaliśmy aktywację masywnej czarnej dziury w czasie rzeczywistym”.

Supermasywne czarne dziury klasyfikuje się jako posiadające masy 100 000 razy większe od masy naszego Słońca. Można go znaleźć w centrach większości galaktyk, w tym Drogi Mlecznej.

„Te gigantyczne potwory są zwykle uśpione i nie są bezpośrednio widoczne” – stwierdził w oświadczeniu Claudio Ricci, współautor badania i adiunkt na Uniwersytecie Diego Portales w Chile. „W przypadku SDSS1335+0728 mogliśmy zaobserwować przebudzenie supermasywnej czarnej dziury, która nagle zaczęła odżywiać się gazem dostępnym w jej otoczeniu i stała się niezwykle jasna”.

Poprzednie badania wskazywały na nieaktywne galaktyki, które wydają się uaktywniać po kilku latach i zwykle są stymulowane przez aktywność czarnej dziury, ale procesu przebudzenia czarnej dziury nigdy wcześniej nie obserwowano bezpośrednio, aż do teraz, powiedziała Hernandez-Garcia.

Ritchie powiedział, że ten sam scenariusz może mieć miejsce w przypadku supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, Sagittarius A*, ale astronomowie nie są pewni, jak bardzo jest to prawdopodobne.

Astronomowie nie mogą wykluczyć, że ich obserwacja jest niezwykle powolnym zaburzeniem pływowym lub nowym, nieznanym zjawiskiem niebieskim.

„Bez względu na charakter różnic (ta galaktyka) dostarcza cennych informacji o tym, jak czarne dziury rosną i ewoluują” – powiedział Sanchez Saez. „Oczekujemy, że instrumenty takie jak MUSE na VLT czy ten na nadchodzącym Bardzo Dużym Teleskopie będą kluczem do zrozumienia, dlaczego galaktyka jest jasna”.