Een NASA-satelliet die in de ruimte naar nieuwe planeten zocht, gaf astronomen een onverwachte blik op een zwart gat dat een ster aan flarden scheurt.

Het is een van de meest gedetailleerde blikken tot nu toe op het fenomeen, een getijdenverstoringsgebeurtenis (of TDE) genoemd, en de eerste voor NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (beter TESS genoemd).

De mijlpaal werd bereikt met de hulp van ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae), een wereldwijd netwerk van robottelescopen met het hoofdkantoor aan de Ohio State University. Astronomen van de Carnegie Observatoria, Ohio State en anderen publiceerden hun bevindingen vandaag in Het astrofysische tijdschrift .

"We hebben met onze ASAS-SN-telescopen de gebieden aan de hemel waar TESS waarneemt nauwlettend in de gaten gehouden. maar we hadden veel geluk met deze gebeurtenis omdat het stukje lucht waar TESS continu observeert klein is, en omdat dit een van de helderste TDE's was die we hebben gezien, " zei Patrick Vallely, een co-auteur van de studie en National Science Foundation Graduate Research Fellow aan de Ohio State. "Dankzij de snelle ASAS-SN-detectie en de ongelooflijke TESS-gegevens, we konden deze TDE veel eerder zien dan we anderen hebben gezien - het geeft ons een nieuw inzicht in hoe TDE's worden gevormd."

Getijdenverstoringen vinden plaats wanneer een ster te dicht bij een zwart gat komt. Afhankelijk van een aantal factoren, inclusief de grootte van de ster, de grootte van het zwarte gat en hoe dicht de ster bij het zwarte gat staat, het zwarte gat kan de ster absorberen of uit elkaar scheuren in een lange, spaghetti-achtige streng.

"TESS-gegevens laten ons precies zien wanneer deze destructieve gebeurtenis, genaamd ASASSN-19b, begon helderder te worden, wat we nog nooit eerder hebben kunnen doen, " zei Thomas Holoien, een Carnegie Fellow bij de Carnegie Observatories in Pasadena, Californië, die zijn Ph.D. in de staat Ohio. "Omdat we de getijdenverstoring snel ontdekten met de ASAS-SN op de grond, we waren in staat om in de eerste paar dagen follow-upwaarnemingen met meerdere golflengten te activeren. De vroege gegevens zullen ongelooflijk nuttig zijn voor het modelleren van de fysica van deze uitbarstingen."

ASAS-SN was het eerste systeem dat zag dat een zwart gat een ster uit elkaar scheurde. Holoien werkte op 29 januari in het Las Campanas Observatorium in Chili. 2019, toen hij een waarschuwing kreeg van een van ASAS-SN's robottelescopen in Zuid-Afrika. Holoien trainde twee Las Campanas-telescopen op de getijdenverstoring en vroeg vervolgens om vervolgwaarnemingen door andere telescopen over de hele wereld.

TESS hield toevallig al het exacte deel van de hemel in de gaten waar de ASAS-SN-telescoop de getijdenverstoring ontdekte. Het was niet alleen geluk dat de telescopen en de satelliet op één lijn kwamen - nadat TESS in juli 2018 werd gelanceerd, het team achter ASAS-SN besteedde meer tijd van de ASAS-SN-telescopen aan de delen van de hemel die TESS waarnam.

Maar het was een geluk dat de getijdenverstoring plaatsvond in de zichtlijnen van de systemen, zei Chris Kochanek, hoogleraar astronomie aan de staat Ohio.

Getijdenstoringen zijn zeldzaam, komt eens in de 10 voor, 000 tot 100, 000 jaar in een sterrenstelsel ter grootte van de Melkweg. supernova's, ter vergelijking, gebeurt om de 100 jaar of zo. Wetenschappers hebben in de loop van de geschiedenis ongeveer 40 getijdenverstoringen waargenomen (ASAS-SN ziet er een paar per jaar). De gebeurtenissen zijn zeldzaam, Kochanek zei, vooral omdat sterren heel dicht bij een zwart gat moeten zijn - ongeveer de afstand tussen de aarde en onze eigen zon - om er een te creëren.

"Stel je voor dat je op de top van een wolkenkrabber in het centrum staat, en je laat een knikker van de bovenkant vallen, en je probeert het door een gat in een putdeksel te laten gaan, "zei hij. "Het is moeilijker dan dat."

En omdat ASAS-SN de getijdenverstoring vroeg opmerkte, Holoien kon extra telescopen op het evenement trainen, het vastleggen van een meer gedetailleerde blik dan voorheen mogelijk was. Astronomen kunnen dan kijken naar gegevens van TESS, die, omdat het van een satelliet in de ruimte kwam, was pas een paar weken na het evenement beschikbaar - om te zien of ze het evenement in de aanloop konden zien. Gegevens van TESS betekenden dat ze tekenen van de getijdenverstoring konden zien in gegevens van ongeveer 10 dagen voordat deze plaatsvond.

"Met de vroege TESS-gegevens kunnen we licht heel dicht bij het zwarte gat zien, veel dichterbij dan we eerder hebben kunnen zien, "Zei Vallely. "Ze laten ons ook zien dat de stijging van de helderheid van ASASSN-19bt erg soepel was, wat ons helpt te zien dat de gebeurtenis een getijdestoring was en niet een ander type uitbarsting, zoals vanuit het centrum van een melkwegstelsel of een supernova."

Het team van Holoien gebruikte UV-gegevens van NASA's Neil Gehrels Swift Observatory - de vroegste die tot nu toe is waargenomen bij een getijdestoring - om te bepalen dat de temperatuur met ongeveer 50% is gedaald, vanaf ongeveer 71, 500 tot 35, 500 graden Fahrenheit (40, 000 tot 20, 000 graden Celsius), over een paar dagen. Het is de eerste keer dat zo'n vroege temperatuurdaling is waargenomen bij een getijdeverstoring, hoewel een paar theorieën het hebben voorspeld, zei Holoien.

Meer typerend voor dit soort gebeurtenissen was het lage niveau van röntgenstraling dat Swift heeft gezien. Wetenschappers begrijpen niet helemaal waarom getijdenverstoringen zoveel UV-emissie en zo weinig röntgenstraling produceren.

Astronomen denken dat het superzware zwarte gat dat ASASSN-19bt heeft voortgebracht, ongeveer 6 miljoen keer de massa van de zon weegt. Het bevindt zich in het centrum van een melkwegstelsel genaamd 2MASX J07001137-6602251, op ongeveer 375 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Volans. De vernietigde ster kan qua grootte vergelijkbaar zijn geweest met onze zon.