Astronomi prvi put uživo posmatrali buđenje crne rupe

Crne rupe, misteriozni objekti u svemiru poznati po svojoj sposobnosti da “gutaju” materiju, često prolaze kroz duge periode mirovanja. Međutim, astronomi su nedavno, po prvi put u historiji, imali priliku da u realnom vremenu posmatraju kako se jedna supermasivna crna rupa “budi”. Ovo otkriće, udaljeno oko 300 miliona svjetlosnih godina od Zemlje, dovodi u pitanje postojeće teorije o životnom ciklusu crnih rupa.

Posmatrana crna rupa nalazi se u centru galaksije poznate kao SDSS1335+0728 u sazviježđu Djevica. Decenijama nije pokazivala značajnu aktivnost, ali krajem 2019. godine astronomi su primijetili da je počela emitovati povremene, snažne bljeskove energije. Centar galaksije je ubrzo reklasifikovan kao aktivno galaktičko jezgro (AGN) i dobio nadimak “Ansky”. Naučnici su angažovali brojne teleskope, uključujući one iz NASA-e i Evropske svemirske agencije (ESA), kako bi proučili ovaj neočekivani događaj. Detalji ovih revolucionarnih opservacija objavljeni su 11. aprila u časopisu Nature Astronomy.

Paula Sánchez Sáez, istraživačica na Evropskoj južnoj opservatoriji (ESO) u Njemačkoj i vodeća naučnica prvog tima koji je proučavao Ansky, opisala je početna zapažanja:

Kada smo prvi put vidjeli da Ansky svijetli na optičkim slikama, pokrenuli smo dodatna promatranja koristeći NASA-in rendgenski svemirski teleskop Swift i provjerili arhivske podatke sa rendgenskog teleskopa eROSITA, ali u to vrijeme nismo vidjeli nikakve dokaze o emisijama X-zraka.

Preokret se dogodio u februaru 2024. godine kada je Lorena Hernández-García sa Univerziteta Valparaiso u Čileu počela detektovati još redovnije izboje X-zraka iz Anskyja. Ovi rijetki događaji omogućili su astronomima da ponovo usmjere napredne instrumente poput XMM-Newton rendgenskog svemirskog teleskopa te NASA-inih teleskopa Chandra, NICER i Swift prema Anskyju. Hernández-García i njeni saradnici utvrdili su da crna rupa pokazuje fenomen poznat kao kvaziperiodična erupcija (QPE).

QPE su kratkotrajni bljeskovi. I ovo je prvi put da smo posmatrali takav događaj kod crne rupe koja izgleda kao da se budi

— rekla je Hernández-García.

XMM-Newton se pokazao posebno važnim jer je jedini teleskop dovoljno osjetljiv da uhvati slabiju pozadinsku rendgensku svjetlost usred jačih izboja crne rupe, što je omogućilo procjenu oslobođene energije.

Iako crne rupe uništavaju sve što privuku, način na koji objekti nestaju može varirati. Zvijezda se obično rastegne u svijetli, vrući, brzo rotirajući disk materijala poznat kao akrecioni disk. Većina astronoma je teoretisala da QPE nastaju kada manji objekat, poput zvijezde ili manje crne rupe, udari u akrecioni disk. Međutim, u slučaju Anskyja, nema dokaza koji bi ga povezali sa “smrću” zvijezde. Erupcije Anskyja su neobične.

Izboji X-zraka iz Anskyja su deset puta duži i deset puta sjajniji od onoga što vidimo kod tipične QPE… Svaka od ovih erupcija oslobađa sto puta više energije nego što smo vidjeli drugdje. Anskyjeve erupcije također pokazuju najdužu ikada zabilježenu kadencu, od oko 4,5 dana

— objasnio je Joheen Chakraborty, doktorand na MIT-u i koautor studije.

Ova zapažanja primoravaju astronome da razmotre alternativna objašnjenja. Jedna teorija sugeriše da bi akrecioni disk mogao nastati od obližnjeg galaktičkog gasa koji je privukla crna rupa, umjesto od zvijezde. U tom slučaju, X-zraci bi mogli poticati od visokoenergetskih šokova u disku, uzrokovanih malim kosmičkim objektom koji stalno prolazi kroz njega i remeti orbitalnu materiju.

Trenutno astronomi imaju više teorijskih modela QPE nego podataka iz stvarnih događaja. Zahvaljujući buđenju Anskyja, to bi se uskoro moglo promijeniti.

Još ne razumijemo šta ih uzrokuje… Proučavanje Anskyja pomoći će nam da bolje razumijemo crne rupe i kako se one razvijaju

— zaključila je Hernández-García.