NGC 1399, galaktyka eliptyczna około 65 milionów lat świetlnych od Ziemi. Źródło: NASA, Chandra

Gęsta pozostałość gwiezdna została rozerwana przez czarną dziurę tysiąc razy masywniejszą niż Słońce. Jeśli zostanie to potwierdzone, to odkrycie byłoby kosmiczną podwójną grą: byłby mocnym dowodem na istnienie czarnej dziury o średniej masie - co było przedmiotem gorących dyskusji - i oznaczałoby pierwszy raz, kiedy taka czarna dziura została przyłapana na rozerwaniu gwiazdy na strzępy. Naukowcy uważają, że tajemnicza intensywna emisja promieniowania rentgenowskiego, zwana „ultraluminicznym źródłem promieniowania rentgenowskiego” lub ULX, jest odpowiedzialna za zniszczenie. „Astronomowie przedstawiali już przypadki rozrywania gwiazd przez supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk, ale jest to pierwszy dobry dowód na takie zdarzenie w gromadzie kulistej” - powiedział Jimmy Irwin z University of Alabama, który kierował badanie.

Nowe wyniki pochodzą z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i teleskopu Magellana i zostały ogłoszone dzisiaj na 215. spotkaniu American Astronomical Society.

Scenariusz oparty jest na obserwacjach Chandry, które ujawniły ULX w gęstej gromadzie starych gwiazd, oraz obserwacjach optycznych, które wykazały szczególną mieszankę elementów związanych z emisją promieniowania rentgenowskiego. Podsumowując, można stwierdzić, że emisja promieniowania rentgenowskiego jest wytwarzana przez szczątki z rozerwanej gwiazdy białego karła, która jest podgrzewana, gdy opada w kierunku masywnej czarnej dziury. Emisja optyczna pochodzi z odpadów znajdujących się dalej, które są oświetlane przez te promienie rentgenowskie.

Intensywność emisji promieni rentgenowskich umieszcza źródło w tej kategorii, co oznacza, że ​​jest ono bardziej świecące niż jakiekolwiek znane gwiezdne źródło promieni rentgenowskich, ale mniej świecące niż jasne źródła promieni rentgenowskich (aktywne jądra galaktyczne) związane z supermasywnymi czarnymi dziurami w jądrach galaktyk. Natura ULX jest tajemnicą, ale jedna sugestia jest taka, że ​​niektóre ULX są czarnymi dziurami o masach od około stu do kilku tysięcy razy większych niż Słońce, zakres pośredni między czarnymi dziurami o masie gwiazdowej a supermasywnymi czarnymi dziurami zlokalizowanymi w jądrach galaktyk.

ULX znajduje się w gromadzie kulistej, NGC 1399, galaktyce eliptycznej oddalonej około 65 milionów lat świetlnych od Ziemi, która jest bardzo starą i zatłoczoną konglomeratem gwiazd. Astronomowie podejrzewali, że gromady kuliste mogą zawierać czarne dziury o średniej masie, ale rozstrzygające dowody na to są nieuchwytne.

Irwin i jego koledzy uzyskali widma optyczne obiektu za pomocą teleskopów Magellan I i II w Las Campanas, Chile. Dane te ujawniają emisję z gazu bogatego w tlen i azot, ale bez wodoru, rzadkiego zestawu sygnałów z gromad kulistych. Warunki fizyczne wywnioskowane z widm sugerują, że gaz krąży wokół czarnej dziury o masie co najmniej 1000 mas Słońca. Obfita ilość tlenu i brak wodoru wskazują, że zniszczona gwiazda była białym karłem, końcową fazą gwiazdy typu słonecznego, która spaliła swój wodór, pozostawiając wysokie stężenie tlenu. Azot widoczny w spektrum optycznym pozostaje zagadką.

„Uważamy, że te niezwykłe podpisy można wytłumaczyć białym karłem, który zboczył zbyt blisko czarnej dziury i został rozdarty przez ekstremalne siły pływowe” - powiedział współautor Joel Bregman z University of Michigan.

Prace teoretyczne sugerują, że emisja promieniowania rentgenowskiego wywołana zakłóceniami pływów może pozostawać jasna przez ponad sto lat, ale z czasem powinna zanikać. Jak dotąd zespół zaobserwował, że w latach 2000-2008 nastąpił 35% spadek emisji promieniowania rentgenowskiego.

Irwin powiedział na dzisiejszej konferencji prasowej, że właśnie rozpoczynająca się nowa ankieta będzie szukać więcej globalnych klastrów ze źródłami rentgenowskimi.

Źródła: Chandra, AAS Meeting