Skrivena supermasivna crna rupa upravo se otkrila u dubokom svemiru

Prolazeća zvijezda se previše približila, razdirući se u gravitacijskom polju crne rupe, oslobađajući ogroman bljesak svjetlosti.

Supermasivna crna rupa mase oko milion puta veće od Sunca upravo je otkrila svoj položaj na spektakularan način.

Kada se prolazeća zvijezda malo previše približila, rastrgana je u gravitacijskom polju crne rupe, oslobađajući ogroman bljesak svjetlosti.

Taj bljesak svjetlosti, događaj razaranja plime zabilježen teleskopima na Zemlji, nazvan je AT2024tvd, a njegovo otkrivanje otkrilo je nešto vrlo neobično u galaksiji udaljenoj 600 miliona svjetlosnih godina u kojoj se događaj dogodio.

Crna rupa odgovorna za to, prema timu astronoma predvođenom Yuhan Yao sa Sveučilišta California, Berkeley, je lutalica, nevezana za jezgru galaksije. Ona čak nije ni u binarnoj orbiti sa supermasivnom crnom rupom koja se nalazi u srcu matične galaksije.

“AT2024tvd je prvi bočni događaj razaranja plime (TDE) snimljen optičkim pregledima neba i otvara cijelu mogućnost otkrivanja ove nedostižne populacije lutajućih crnih rupa budućim pregledima neba”,

kaže Yao.

“Trenutno teoretičari nisu posvetili mnogo pažnje bočnim TDE-ovima. Mislim da će ovo otkriće motivirati znanstvenike da traže više primjera ove vrste događaja.”

Crne rupe, kada samo vrebaju u svemiru, vrlo je teško uočiti, osobito u drugim galaksijama. One ne emitiraju nikakvo zračenje koje trenutno možemo otkriti, a to je naš glavni alat za proučavanje svemira. Možemo otkriti parove crnih rupa putem gravitacijskih valova kada se sudare, ali usamljena crna rupa koja ne radi ništa je nevidljiva.

Postoji iznimka. Kada se nešto dovoljno približi, moćne plimne sile unutar gravitacijskog polja crne rupe će ga rastrgnuti i poslati ga spiralno prema dolje iza horizonta događaja. Ovaj proces, poznat kao razaranje plime, emitira blistavi bljesak svjetlosti preko elektromagnetskog spektra koji možemo otkriti s udaljenosti od milijuna do milijardi svjetlosnih godina, i dekonstruirati kako bismo saznali više o crnoj rupi odgovornoj za to.

AT2024tvd je bio upravo takav bljesak, prvi put otkriven 25. augusta 2024. godine od strane Zwicky Transient Facilityja, širokokutnog pregleda neba dizajniranog za otkrivanje prolaznih događaja poput supernova i TDE-ova. Astronomi su brzo nastavili, koristeći radio, optičke i rendgenske teleskope kako bi uhvatili što je više moguće svjetlosti događaja.

Yao i kolege uspjeli su pratiti događaj do točke na nebu udaljene 600 svjetlosnih godina, gdje se, prikladno, može pronaći i velika galaksija. Ali, iako je njihova analiza otkrila supermasivnu crnu rupu kao krivca za TDE s masom između 100.000 i 10 milijuna Sunca, točka u galaksiji iz koje je bljesak potekao nije bila središte galaksije.

Ovo je stvarno zanimljivo. Supermasivne crne rupe obično se nalaze u središtima galaksija – gravitacijskom središtu oko kojeg se vrti cijeli kit i kaboodle. Međutim, galaksija domaćin AT2024tvd već ima supermasivnu crnu rupu u svom središtu, onu koja je oko 100 milijuna solarnih masa.

Sada, postoje galaktička središta koja imaju dvije ili više supermasivnih crnih rupa, zaključane u gravitacijskom plesu koji će jednog dana dovesti do njihovog spajanja kako bi formirale još veću crnu rupu.

Međutim, dvije supermasivne crne rupe u dotičnoj galaksiji nisu gravitacijski vezane u binarni sustav. Razdvojene su udaljenošću od oko 2600 svjetlosnih godina, a manja se samo mota po galaktičkoj izbočini.

Galaksije dobivaju dodatne supermasivne crne rupe kada se sudare s drugim galaksijama; s vremenom se dvije supermasivne crne rupe u njihovim srcima pronađu, što je ono što vidimo da su zaključane zajedno kao sustav.

Prisutnost druge supermasivne crne rupe u ovoj određenoj galaksiji znači da se u nekom trenutku u svojoj prošlosti spojila s drugom galaksijom.

Ono što ne znamo je kreće li se prema ili izvan galaktičkog središta. Potpuno je moguće da središte već ugošćuje binarni sustav. Ako je to slučaj, onda je treća crna rupa možda nekada bila među njima i izbačena je interakcijom triju tijela.

Ili smo je možda uhvatili na dolaznoj putanji na putu do središta, gdje će ući u binarnu interakciju s crnom rupom koja je već tamo. Svaki scenarij je moguć.

Jedan od načina da saznamo više o ovoj konfiguraciji crne rupe je pronaći više galaksija koje imaju slično bočne usamljene supermasivne crne rupe. Ovo istraživanje, kažu u timu, nudi potencijalni put za to.

“Događaji razaranja plime vrlo su obećavajući za rasvjetljavanje prisutnosti masivnih crnih rupa koje inače ne bismo mogli otkriti”,

kaže astronom Ryan Chornock sa UC Berkeley.

“Teoretičari su predvidjeli da populacija masivnih crnih rupa smještenih daleko od središta galaksija mora postojati, ali sada možemo koristiti TDE za njihovo pronalaženje.”