Złapany na gorącym uczynku: astronomowie mogli po raz pierwszy zaobserwować „przebudzenie” masywnej czarnej dziury

W nowym badaniu badacze stawiają hipotezę, że obserwują aktywację czarnej dziury w galaktyce.

Astronomowie twierdzą, że obserwowane przez nich zmiany w galaktyce mogą być wynikiem przebudzenia masywnej czarnej dziury.

Galaktyka SDSS1335+0728 zaczęła świecić jaśniej pod koniec 2019 roku, co skłoniło astronomów do śledzenia zachodzących w niej zmian.

W nowym badaniu opublikowanym we wtorek w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics naukowcy stwierdzili, że zachodzące w nim zmiany mogą stanowić pierwszy raz, kiedy zaobserwowali aktywację czarnej dziury w czasie rzeczywistym.

„Wyobraźcie sobie, że od lat obserwujecie odległą galaktykę, która zawsze wydawała się spokojna i nieaktywna” – stwierdziła w oświadczeniu Paula Sánchez Sáez, astronom z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Niemczech i główna autorka badania.

„Nagle jego (rdzeń) zaczyna wykazywać dramatyczne zmiany w jasności, w przeciwieństwie do jakichkolwiek typowych zdarzeń, które widzieliśmy wcześniej”.

„Zauważyliśmy, że źródło ewoluuje; właściwości źródeł nie są stałe. Zmienia się, zwłaszcza jego stan energetyczny. Na tej podstawie mówimy, że źródło się aktywowało” – dodał Sánchez Sáez w wywiadzie dla TylkoGliwice Next.

„Nie jest jasne, co powoduje tę aktywację, ale widzimy ewolucję, widzimy tę aktywację”.

Do obserwacji źródła naukowcy wykorzystali różne teleskopy, takie jak Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile.

„Mieliśmy szczęście, że to my zajrzeliśmy do źródła we właściwym czasie” – powiedziała.

Od grudnia 2019 roku galaktyka emituje więcej światła ultrafioletowego i optycznego, a trzy lata później nastąpił wzrost jasności podczerwieni. Następnie w lutym zaczął emitować promieniowanie rentgenowskie.

Galaktyka położona około 300 milionów lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Panny nie wykazywała żadnych zmian w ciągu ostatnich dwóch dekad.

Chris Lintott, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Oksfordzkim, który nie brał udziału w badaniach, nazwał go „fascynującym obiektem”.

„Albo jest to ekstremalna wersja czegoś, co widzieliśmy wcześniej, albo proces, którego nigdy nie byliśmy w stanie obserwować” – Lintott powiedział TylkoGliwice Next.

„Wiemy, że czarne dziury w centrach galaktyk włączają się i wyłączają w skali czasu wynoszącej dziesiątki tysięcy lat, ale nie przyszło mi do głowy, że będziemy mieli szczęście złapać jedną z nich na gorącym uczynku”.

Hipoteza do potwierdzenia

Astronomowie stwierdzili, że potrzebne są dalsze badania, aby wykluczyć inne wyjaśnienia tej aktywności.

Jednym z takich wyjaśnień jest to, że jest to rozerwanie pływowe, czyli zjawisko, w którym gwiazda przechodzi blisko czarnej dziury i zostaje rozerwana, tworząc smugi światła.

Astronomowie stwierdzili, że to wyjaśnienie jest mniej korzystne niż przebudzenie czarnej dziury z kilku powodów.

„Odchylenia, które obserwujemy, nie są klasycznymi zmianami, które powinniśmy obserwować w przypadku normalnego zakłócenia pływowego” – powiedział Sánchez Sáez.

„W takim razie źródło zmieniało się przez bardzo długi czas. Zwykle takie zakłócenia pływowe trwają tylko kilka tysięcy lub setek dni” – dodała.

Aktywność rentgenowska pojawiająca się tak późno po zmianach jest kolejną wskazówką, że nie jest to klasyczne zaburzenie pływowe.

„Prowadzimy ciągłą kampanię mającą na celu obserwację źródła za pomocą innych obiektów i instrumentów, aby lepiej zrozumieć, co się dzieje. Zatem na podstawie danych, które mamy, nie możemy powiedzieć, która z tych hipotez jest prawdziwa, ale możemy powiedzieć z pewnością że nie jest to wydarzenie klasyczne. To wydarzenie, jakiego nigdy wcześniej nie widzieliśmy” – powiedziała.

Astronomowie zgadzają się, że im więcej teleskopów zapewni nowe możliwości obserwacji nieba, tym więcej będzie generowanych danych, które pomogą zrozumieć galaktyki.

„Istnieją wskazówki, że centralna czarna dziura Drogi Mlecznej przechodzi takie cykle aktywności, więc możemy być świadkami czegoś, co wydarzyło się w naszej galaktyce w przeszłości i co może powtórzyć się w przyszłości” – powiedział Lintott

„Odkrycie jeszcze bardziej utwierdza nas w przekonaniu, że jest to świetny czas na zdobywanie wiedzy o czarnych dziurach”.