Teleskop zagląda w czerń głębokiej przestrzeni kosmicznej. Nagle pojawia się błysk światła, którego wcześniej nie było. Co to mogło być? Supernowa? Dwie masywnie gęste gwiazdy stapiające się razem? Być może rozbłysk promieniowania gamma?
Pięć lat temu badacze używający teleskopu ROTSE IIIb w Obserwatorium McDonalda zauważyli właśnie takie zdarzenie. Jednak astronomowie uważają, że ten niewielki rozbłysk nie był supermasywną czarną dziurą pośrodku odległej galaktyki, rozrywając gwiazdę na strzępy .
Astronomowie z McDonald od lat używali teleskopu do skanowania nieba w poszukiwaniu takich pojawiających się błysków w ramach projektu ROTSE Supernova Verification Project (SNVP). I na pierwszy rzut oka wydarzenie na początku 2009 roku, które badacze nazywali „Dougie”, wyglądało jak wiele innych supernowych, które odkryli w trakcie projektu. Dzięki niesamowitej jasności absolutnej wynoszącej 22,5 magnitudo, wydarzenie idealnie pasowało do klasy supernowoczesnych supernowych, które już znali badacze.
Ale w miarę upływu czasu i napływających danych o Dougie astronomowie zaczęli zmieniać zdanie. Obserwacje rentgenowskie wykonane na orbitującym satelicie Swift i widma optyczne wykonane przez teleskop Hobby-Eberly McDonalda ujawniły ewoluującą krzywą światła i skład chemiczny, które nie pasowały do komputerowych symulacji superświetlnych supernowych. Podobnie Dougie nie wydawał się być fuzją gwiazd neutronowych, która osiągałaby szczytową jasność znacznie szybciej niż zaobserwowano, ani rozbłyskiem gamma, który nawet pod kątem wyglądałby znacznie jaśniej w świetle rentgenowskim .
To pozostawiło tylko jedną opcję: tak zwane „zdarzenie zakłócenia pływów” lub rzeź i spaghetti, które występują, gdy gwiazda wędruje zbyt blisko horyzontu czarnej dziury. J. Craig Wheeler, szef grupy supernowych na University of Texas w Austin i członek zespołu, który odkrył Dougie, wyjaśnił, że na krótkich dystansach grawitacja czarnej dziury wywiera znacznie silniejsze przyciąganie na bok gwiazdy najbliżej to po drugiej stronie gwiazdy. Wyjaśnił: „Te szczególnie duże fale mogą być wystarczająco silne, aby wyciągnąć gwiazdę do makaronu”.
Zespół dopracował swoje modele tego wydarzenia i doszedł do zaskakującego wniosku: po wciągnięciu gwiezdnego materiału Dougiego nieco szybciej, niż mógł sobie poradzić, czarna dziura „dusiła się” podczas ostatniego posiłku. Wynika to z astrofizycznej zasady zwanej Limitem Eddingtona, która mówi, że czarna dziura o danym rozmiarze może obsłużyć tylko tyle materiału infallingu. Po osiągnięciu tego limitu każde dodatkowe wlot materii wywiera większy nacisk na zewnątrz, niż grawitacja czarnej dziury może zrekompensować. Ten wzrost ciśnienia ma swego rodzaju efekt odbicia, wyrzucając materiał z dysku akrecyjnego czarnej dziury wraz z ciepłem i światłem. Taki wybuch energii odpowiada przynajmniej za część jasności Dougiego, ale wskazuje również, że pierwotna umierająca gwiazda - gwiazda podobna do naszego Słońca - nie upadłaby bez walki.
Łącząc te obserwacje z matematyką granicy Eddingtona, naukowcy oszacowali rozmiar czarnej dziury na około 1 milion mas Słońca - raczej małą czarną dziurę w centrum raczej małej galaktyki, oddalonej o trzy miliardy lat świetlnych. Takie odkrycia pozwalają nie tylko astronomom lepiej zrozumieć fizykę czarnych dziur, ale także właściwości ich często skromnych galaktyk domowych. W końcu zadumał się Wheeler: „Kto wiedział, że ten mały facet ma czarną dziurę?”
Aby uzyskać symulowany rzut oka na Dougie, sprawdź niesamowitą animację poniżej, dzięki uprzejmości członka zespołu Jamesa Guillochona:
Wyniki badań opublikowano w wydanym w tym miesiącu numerze The Astrophysical Journal. Wstępny wydruk papieru jest dostępny tutaj.
