science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Onderzoekers ontdekken een razernij van een zwart gat dat records breekt

Kunstenaarsillustratie van de recordbrekende "getijdenverstoring" (TDE). Het rood toont heter materiaal dat in de richting van het zwarte gat valt en een duidelijke röntgenstraling genereert. Het blauw toont een wind die uit het invallende materiaal waait. Krediet:CXC/M. wit; Röntgenfoto:NASA/CXC/UNH/D. Lin et al, Optisch:CFHT

Een gigantisch zwart gat scheurde een nabije ster uit elkaar en bleef zich bijna tien jaar lang voeden met zijn overblijfselen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van de Universiteit van New Hampshire. Deze maaltijd met een zwart gat is meer dan 10 keer langer dan enige andere eerdere aflevering van de dood van een ster.

"We zijn getuige geweest van de spectaculaire en langdurige ondergang van een ster, " zei Dacheng Lin, een onderzoekswetenschapper bij UNH's Space Science Center en de hoofdauteur van de studie. "Tientallen van deze zogenaamde getijdenverstoringen zijn gedetecteerd sinds de jaren negentig, maar geen enkele die bijna net zo lang helder bleef als deze."

Met behulp van gegevens van een drietal in een baan om de aarde draaiende röntgentelescopen, NASA's Chandra X-ray Observatory en Swift Satellite, evenals ESA's XMM-Newton, onderzoekers vonden bewijs van een massale "getijdenverstoring" (TDE). getijdenkrachten, vanwege de intense zwaartekrachtgradiënt van het zwarte gat, kan een object vernietigen - zoals een ster - dat te dichtbij afdwaalt. Tijdens een TDE, een deel van het stellaire puin wordt met hoge snelheden naar buiten geslingerd, terwijl de rest in de richting van het zwarte gat valt. Terwijl het naar binnen reist, en wordt opgenomen door het zwarte gat, het materiaal warmt op tot miljoenen graden en genereert een duidelijke röntgenstraling.

Deze uitbarstingen met meerdere golflengten, die kunnen worden bekeken door de satellieten, helpen om anders slapende massieve achtergaten te bestuderen. Vorige fakkels waren van korte duur, meestal erg flauw in een jaar, maar deze superlange röntgenstraling is al bijna tien jaar aanhoudend helder. De buitengewoon lange heldere fase van deze TDE betekent dat dit ofwel de zwaarste ster was die ooit uit elkaar werd gescheurd tijdens een van deze gebeurtenissen, of de eerste waar een kleinere ster volledig uit elkaar werd gescheurd.

De röntgenbron die dit gedwongen zwarte gat bevat, bekend onder de afgekorte naam XJ1500+0154, bevindt zich in een klein sterrenstelsel op ongeveer 1,8 miljard lichtjaar van de aarde.

De röntgengegevens geven ook aan dat de straling van het materiaal rond dit zwarte gat consequent de zogenaamde Eddington-limiet heeft overschreden, gedefinieerd door een evenwicht tussen de uitwendige stralingsdruk van het hete gas en de inwendige aantrekkingskracht van de zwaartekracht van het zwarte gat.

De conclusie dat superzware zwarte gaten kunnen groeien, van TDE's en misschien andere middelen, bij snelheden boven die die overeenkomen met de Eddington-limiet heeft belangrijke gevolgen. Een dergelijke snelle groei kan helpen verklaren hoe superzware zwarte gaten massa's konden bereiken die ongeveer een miljard keer hoger waren dan de zon toen het universum slechts ongeveer een miljard jaar oud was.

Op basis van de modellering van de onderzoekers zou de voedingsvoorraad van het zwarte gat in het volgende decennium aanzienlijk moeten worden verminderd en in de komende jaren beginnen te vervagen.

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, verschijnt in het nummer van 6 februari van het tijdschrift Natuurastronomie .