2011.09.02. - A szemünk előtt fal fel egy csillagot egy fekete lyuk

Új észlelési eredmények szerint a Swift J1644+57 katalógusjelű, korábban gammafelvillanásnak gondolt esemény valójában egy hosszabb folyamat: egy fekete lyuk a szemünk előtt fogyasztja el a hozzá túl közel került csillagot.

A Swift J1644+57 katalógusjellel ellátott forrás irányából 2011 márciusa óta fogható intenzív röntgensugárzás. Amikor a Swift műhold detektálta a kezdeti nagyenergiájú pulzust, még azt gondolták, hogy az Univerzum távoli részén található nagytömegű csillag pusztulását kísérő jelenséget, egy gammafelvillanást (GRB) láttak. A 2011. március 30-án az EVLA-val (Expanded Very Large Array) végzett megfigyelések azonban egy fényesedő rádióforrást mutattak a Swift röntgenpozíciójához közeli galaxis centrumában. A kutatás vezetője, David Burrows (Penn State University) szerint a forrás ráadásul még mindig fényes a röntgentartományban is, mégpedig annyira, hogy a Swift műhold valószínűleg a következő évben is tudja még észlelni. Ez a viselkedés pedig merőben szokatlan a korábbi hasonló észlelések tükrében.

Az elképzelések szerint az elnyújtott esemény nem más, mint egy Naphoz hasonló csillagnak a távoli galaxis centrumában rejtőzködő, mintegy nyolcmilliárd naptömegű szupernehéz fekete lyuk általi "felzabálása". Az eddig inaktív szörnyeteghez túlságosan közel került csillagot szétszaggatják az árapály-erők, anyaga pedig egy akkréciós korongon keresztül spirálozik a fekete lyukba, de mielőtt az végleg elnyeli, a diszkben több millió fokra melegszik, emiatt intenzív röntgensugárzó. Az anyag bespirálozásának kísérőjelensége a fekete lyuk forgástengelye mentén két irányban kifele meginduló részecskekiáramlás (jet). Az EVLA által detektált rádiósugárzás akkor gerjesztődik, amikor ezek a részecskeáramok a környező intersztelláris közeggel ütköznek.

Fantáziarajzok a "lakoma" lefolyásáról. (1) A Naphoz hasonló csillag megközelíti a fekete lyukat. (2) Az árapály-erők egyre jobban eltorzítják a csillag alakját, míg végül teljesen szétszaggatják. (3) A széthullott csillag anyaga akkréciós korongba rendeződik a fekete lyuk körül. (4) A mágneses tér a fényéhez közeli sebességgel mozgó részecskeáramokat (jet-ek) indít a korong síkjára merőlegesen.
[NASA/Goddard Space Flight Center/Swift]

Míg a szupernehéz fekete lyukak által generált jet-ek évtizedek óta ismertek, Andreas Brunthaler (Max-Planck-Institut für Radioastronomie) szerint ez az első eset, hogy kialakulásukat is figyelemmel kísérhetjük. Az észlelések azt jelzik, hogy a rádiósugárzást kibocsátó régió még most is a fénysebesség több mint felével tágul. Ezt időben visszafele követve a kutatók meg tudták erősíteni, hogy az expanzió akkor indult, amikor a Swift először észlelte a röntgenforrást, melyet Brunthaler szerint két kulcsfontosságú tulajdonság különböztet meg egy tipikus GRB eseménytől. Egyrészt a GRB-k a néhány másodperces felvillanás után folyamatosan halványodnak, míg ez az esemény hetekig fényes volt, miközben jelentős változásokat is mutatott. Másrészt a GRB-k bárhol feltűnhetnek egy galaxisban, mivel nagytömegű csillagok végső robbanásához kapcsolódnak, a Swift J1644+57 esetében viszont a rádiómegfigyelések egyértelműen a gazdagalaxis centrumába helyezik az eseményt, ami azt jelzi, hogy a központi szupernehéz fekete lyukkal van kapcsolatban.

Az eredményeket részletező szakcikkek a Nature magazinban jelentek meg.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2011.08.25.