Nowe badania ujawniają, że „chwiejące się” szczątki gwiazdy, która została brutalnie rozerwana przez supermasywną czarną dziurę, pomagają określić prędkość obrotu tego kosmicznego drapieżnika.
Supermasywne czarne dziury powstają przez kolejne zderzenia mniejszych czarnych dziur, co zwiększa ich moment pędu i przyspiesza ich rotację. Pomiar prędkości obrotu supermasywnych czarnych dziur może dostarczyć informacji o ich historii. Nowe badania oferują nowy sposób wnioskowania na podstawie wpływu wirujących czarnych dziur na strukturę czasoprzestrzeni.
Gwiazda, która jest bohaterem tych badań, została rozerwana przez supermasywną czarną dziurę w tzw. zdarzeniu pływowego rozerwania (TDE). Kiedy gwiazda zbliża się zbyt blisko czarnej dziury, jej potężna grawitacja wywołuje ogromne siły pływowe, które rozciągają gwiazdę, przekształcając ją w „spaghetti gwiezdne”. Część tego materiału tworzy dysk akrecyjny wokół czarnej dziury, który emituje jasne światło.
Gdy supermasywne czarne dziury wirują, przeciągają ze sobą czasoprzestrzeń, co powoduje krótkotrwałe „chwianie” w nowo powstałym dysku akrecyjnym. Zespół badaczy odkrył, że to „chwianie” można wykorzystać do określenia prędkości obrotu centralnej czarnej dziury.
Aby zbadać TDE i efekt przeciągania czasoprzestrzeni, zespół spędził pięć lat poszukując jasnych i stosunkowo bliskich przykładów takich zdarzeń. W lutym 2020 roku odkryli AT2020ocn, jasny błysk światła pochodzący z galaktyki oddalonej o miliard lat świetlnych, co wskazywało na TDE z udziałem supermasywnej czarnej dziury.
Dzięki teleskopowi NICER, umieszczonemu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), zespół był w stanie monitorować to zdarzenie przez kilka miesięcy, co pozwoliło na wykrycie 15-dniowych oscylacji w jasności rentgenowskiej. Odkrycie to sugeruje, że czarna dziura nie wiruje tak szybko, jak się spodziewano – z prędkością mniej niż 25% prędkości światła.
Nadchodzące obserwacje z Obserwatorium Very C. Rubin, które będzie przeprowadzać 10-letni przegląd wszechświata, mogą dostarczyć więcej danych na temat TDE i rozkładu prędkości obrotu supermasywnych czarnych dziur, co pomoże lepiej zrozumieć ich ewolucję.
Źródło: Yahoo News
