Zaobserwowano echo świetlne rozbłysku rentgenowskiego z jądra galaktyki. Gdy gwiazda była wciągana do czarnej dziury, jej materiał był wstrzykiwany do dysku akrecyjnego czarnej dziury, powodując nagły wybuch promieniowania. Powstałą emisję rozbłysku rentgenowskiego zaobserwowano, gdy uderzyła w lokalne gwiezdne gazy, wytwarzając echo świetlne. To wydarzenie daje nam lepszy wgląd w to, jak gwiazdy są zjadane przez supermasywne czarne dziury i zapewnia metodę mapowania struktury jąder galaktycznych. Naukowcy uważają teraz, że mają dowody obserwacyjne na nieuchwytność torus molekularny uważa się, że otacza aktywne supermasywne czarne dziury.
Wcześniej obserwowano echa świetlne z odległych galaktyk. Echa z supernowej, które miały miejsce 400 lat temu (teraz jest to obserwowane jako pozostałość supernowej SNR 0509-67,5), zostały właśnie zaobserwowane tutaj na Ziemi, po tym jak emisje supernowej odbiły się od materii galaktycznej. Jednak po raz pierwszy zaobserwowano emisję energii z nagłego napływu materii do supermasywnego dysku akrecyjnego czarnej dziury, odbijającego się od gazów w jądrach galaktycznych. Jest to duży krok w kierunku zrozumienia, w jaki sposób gwiazdy są konsumowane przez supermasywne czarne dziury. Ponadto echo działa jak reflektor, podkreślając ciemną materię gwiezdną między gwiazdami, odsłaniając strukturę, której nigdy wcześniej nie widzieliśmy.
To nowe badanie zostało przeprowadzone przez międzynarodowy zespół kierowany przez Stefanie Komossa z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej Maxa Plancka w Garching, Niemcy, na podstawie danych z Sloan Digital Sky Survey. Komossa porównuje tę obserwację do oświecenia ciemnego miasta wybuchem fajerwerków:
“Badanie jądra normalnej galaktyki jest jak patrzenie w nocy na panoramę Nowego Jorku podczas awarii zasilania: nie można wiele dowiedzieć się o budynkach, drogach i parkach. Sytuacja zmienia się na przykład podczas pokazu sztucznych ogni. Dokładnie tak samo, gdy nagły wybuch promieniowania o wysokiej energii oświetla galaktykę.”- Stefanie Komossa
Silne uderzenie rentgenowskie takie jak to może być bardzo trudne do zaobserwowania, ponieważ są krótkotrwałymi emisjami, ale ogromną ilość informacji można uzyskać, widząc takie zdarzenie, jeśli astronomowie są wystarczająco szybcy. Analizując dane dotyczące stopnia jonizacji i prędkości w spektroskopowych liniach emisji echa światła, fizycy Maxa Plancka byli w stanie wywnioskować lokalizację rozbłysku. W liniach emisji znajdują się kosmiczne „odciski palców” atomów u źródła emisji, prowadzące do rdzenia galaktycznego, w którym, jak się uważa, żyje supermasywna czarna dziura.
Standardowy model jąder galaktycznych (np. ujednolicony model aktywnych galaktyk) przewidują „torus molekularny” otaczający dysk akrecyjny czarnej dziury. Te nowe obserwacje galaktyki o nazwie SDSSJ0952 + 2143 wydają się pokazywać, że rozbłysk promieniowania rentgenowskiego został odbity przez galaktyczny torus molekularny (z silnymi liniami emisji żelaza). Po raz pierwszy zaobserwowano obecność możliwego torusa, a jeśli to potwierdzone, astrofizycy będą mieli swoje obserwacyjne dowody na tę teoretyczną możliwość, wzmacniając standardowy model. Co więcej, użycie rozbłysków dysku akrecyjnego może pomóc naukowcom w próbach zmapowania struktury innych torów molekularnych.
Wzmocnienie obserwacji echa promieniowania rentgenowskiego z torusa umożliwia obserwowanie zmiennej emisji podczerwieni. Emisja ta oznacza „ostatnie wezwanie pomocy” przez zakurzone chmury gwałtownie ogrzewane przez padające promienie rentgenowskie. Pył zostanie wkrótce odparowany.
Ale skąd wiedzą, że to gwiazda wpadła w dysk akrecyjny? Oprócz silnych linii żelaza istnieją dziwne linie emisji wodoru, których nigdy wcześniej nie widziano. Jest to mocny dowód na to, że to gruz z gwiazdy, która zbliżyła się zbytnio do czarnej dziury, usuwając paliwo wodorowe.
Chociaż rozbłysk rentgenowski opadł, galaktykę nadal obserwuje satelita rentgenowski Chandra. Obserwuje się słabe, ale mierzalne emisje rentgenowskie, co może oznaczać, że gwiazda wciąż jest doprowadzana do dysku akrecyjnego. Wydaje się możliwe, że pomiar tej słabej emisji może być również przydatny, umożliwiając naukowcom dalsze mapowanie torusa molekularnego długo po zakończeniu początkowej silnej emisji promieniowania rentgenowskiego.
Źródła: arXiv, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
