Ngôi sao bị bắt giữ đã trải qua nhiều lần va chạm gần với một lỗ đen siêu nặng ở một thiên hà xa xôi – và thậm chí có thể đã thoát khỏi vật chất vụn do lực thủy triều hấp dẫn khổng lồ của nó.
tiêu diệt một ngôi sao bởi lực hấp dẫn của hố đen khổng lồ Đó là một vụ bạo lực được gọi là sự kiện xáo trộn thủy triều (TDE). Khí được tách ra khỏi ngôi sao và trải qua một quá trình “spaghettichenization”, trong đó nó được cắt nhỏ và kéo dài thành các dòng vật chất nóng chảy xung quanh. Hố đen, tạo thành một đĩa bồi tụ tạm thời và rất sáng. Theo quan điểm của chúng tôi, trung tâm ngân hà Hố đen siêu lớn dường như đang phát sáng.
Vào ngày 8 tháng 9 năm 2018, Khảo sát siêu tân tinh tự động toàn bầu trời (ASASSN) đã phát hiện ra ánh sáng trong nhân của một thiên hà xa xôi cách chúng ta 893 triệu năm ánh sáng. Ngọn lửa được phân loại là AT2018fyk và nó có tất cả các dấu hiệu của TDE. Các kính viễn vọng tia X khác nhau, bao gồm cả kính viễn vọng của NASA Nhanhở châu Âu XMM-Newtoncác Đẹp Thiết bị được cài đặt trên Trạm vũ trụ quốc tế, tiếng Đức aerositaLưu ý rằng lỗ đen đang tỏa sáng rực rỡ. Thông thường, TDE cho thấy độ sáng giảm dần trong vài năm, nhưng khi các nhà thiên văn học nhìn lại AT2018fyk khoảng 600 ngày sau khi nó được quan sát lần đầu tiên, tia X nhanh chóng biến mất. Khó hiểu hơn nữa, 600 ngày sau đó, lỗ đen lại bất ngờ phun trào trở lại. Chuyện gì đã xảy ra thế?
Có liên quan: 8 cách chúng ta biết lỗ đen thực sự tồn tại
Thomas Weavers cho biết: “Cho đến nay, giả định cho rằng khi chúng ta nhìn thấy hậu quả của một cuộc chạm trán gần giữa một ngôi sao và một lỗ đen siêu lớn, kết quả sẽ gây tử vong cho ngôi sao; tức là ngôi sao bị phá hủy hoàn toàn”. một nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Nam châu Âu và là tác giả của nghiên cứu mới về sự kiện này. , trong một tuyên bố. “Nhưng không giống như tất cả các TDE khác mà chúng tôi biết, khi chúng tôi hướng kính viễn vọng của mình vào cùng một vị trí vài năm sau đó, chúng tôi thấy rằng chúng đã sáng trở lại.”
Wevers đã lãnh đạo một nhóm các nhà thiên văn học, những người nhận ra rằng các tia sáng lặp lại là dấu hiệu của một ngôi sao sống sót sau TDE và hoàn thành một quỹ đạo khác cho TDE thứ hai. Để giải thích đầy đủ những gì họ đang quan sát, nhóm của Wevers đã phát triển mô hình “TDE tái phát một phần”.
Trong mô hình của họ, ngôi sao đã từng là thành viên của hệ thống nhị phân đã đi qua gần lỗ đen ở trung tâm thiên hà của nó. Lực hấp dẫn của lỗ đen đã đẩy một trong những ngôi sao ra xa và nó biến thành một ngôi sao chạy trốn ngôi sao tốc độ Cuộc đua ở 600 dặm (1.000 km) mỗi giây ra khỏi thiên hà. Ngôi sao kia trở nên gắn bó chặt chẽ với lỗ đen, trong quỹ đạo hình elip kéo dài 1.200 ngày, đưa nó về phía cái mà các nhà khoa học gọi là bán kính thủy triều — khoảng cách từ lỗ đen mà ngôi sao bắt đầu bị xé toạc bởi thủy triều hấp dẫn phát ra từ đó. cái hố đen.
Bởi vì ngôi sao không nằm trong bán kính thủy triều của nó, nên chỉ một số vật chất của nó bị tước đi, để lại một lõi sao dày đặc tiếp tục quỹ đạo quanh lỗ đen. Mất khoảng 600 ngày để vật chất mà lỗ đen hút từ một ngôi sao để tạo thành một đĩa bồi tụ, vì vậy, vào thời điểm các nhà thiên văn học nhìn thấy ánh sáng của hệ thống, ngôi sao đã an toàn, ở gần điểm xa nhất trên quỹ đạo của nó.
Nhưng khi lõi của ngôi sao bắt đầu tiếp cận lỗ đen một lần nữa, khoảng 1.200 ngày sau lần chạm trán đầu tiên của chúng, ngôi sao bắt đầu lấy lại một số vật chất của nó từ đĩa bồi tụ, khiến cho sự phát xạ tia X đột ngột giảm xuống. Dheeraj Pasham, đồng tác giả cho biết: “Khi lõi quay trở lại lỗ đen, về cơ bản, nó sẽ hút tất cả khí ra khỏi lỗ đen thông qua lực hấp dẫn, và kết quả là không có vật chất nào tích tụ, vì vậy hệ thống trở nên tối”. của nghiên cứu và một nhà vật lý thiên văn trên tạp chí Khoa học. Viện Công nghệ Massachusetts, theo tuyên bố.
Nhưng lỗ đen Trọng lực Anh ta nhanh chóng trả ơn và đánh cắp nhiều vật phẩm hơn khi ngôi sao đến gần. Như đã xảy ra trong lần chạm trán đầu tiên, có một khoảng thời gian trễ 600 ngày từ khi lỗ đen ăn ngôi sao đến khi hình thành đĩa bồi tụ, điều này giải thích tại sao tia X phát sáng lại khi điều đó xảy ra.
Từ quỹ đạo của ngôi sao, nhóm của Wavers ước tính lỗ đen có khối lượng gấp khoảng 80 triệu lần Mặt trời của chúng ta, hoặc khoảng 20 lần khối lượng của lỗ đen ở trung tâm hành tinh của chúng ta. dải Ngân HàVà vòm một *.
Nhóm của Weavers sẽ không phải đợi lâu để xem lý thuyết có trở thành sự thật hay không. Các nhà khoa học hy vọng AT2018fyk sẽ tối trở lại vào tháng 8, khi lõi của ngôi sao hoạt động trở lại và sáng trở lại vào tháng 3 năm 2025 khi vật chất mới bắt đầu tích tụ trên lỗ đen.
Tuy nhiên, có một sự phức tạp tiềm tàng về khối lượng mà ngôi sao đã mất vào lỗ đen. Khối lượng bị mất một phần phụ thuộc vào tốc độ quay của ngôi sao mà lỗ đen có thể đang ảnh hưởng. Nếu ngôi sao quay đủ nhanh để vỡ ra, lỗ đen sẽ dễ dàng lấy cắp vật chất, làm tăng thêm sự mất mát khối lượng.
“Nếu tổn thất khối lượng chỉ ở mức 1%, chúng tôi hy vọng ngôi sao sẽ sống sót sau nhiều lần chạm trán nữa, trong khi nếu nó gần 10%, ngôi sao có thể đã bị phá hủy”, Eric Coughlin, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. nghiên cứu từ Đại học Syracuse ở New York, ông nói trong tuyên bố.
Bất chấp điều đó, các TDE từng phần và TDE lặp đi lặp lại cung cấp một cơ hội hiếm hoi để nhìn vào cuộc sống của các lỗ đen siêu lớn mà chúng ta thường không thể phát hiện ra vì chúng đang ngủ. Điều này rất quan trọng để đo khối lượng của chúng và xác định điều gì đó về cách lỗ đen phát triển, và sau đó là cách thiên hà xung quanh lỗ đen cũng phát triển trong suốt lịch sử vũ trụ.
Kết quả được trình bày tại cuộc họp lần thứ 241 của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ và được xuất bản trên tạp chí Tạp chí vật lý thiên vănđều vào ngày 12 tháng Giêng.
Theo dõi Keith Cooper trên Twitter @21stCenturySETI. Theo chúng tôi trên Twitter @tiếng riu ríu và hơn thế nữa Facebook.
“Nhà phân tích. Con mọt sách thịt xông khói đáng yêu. Doanh nhân. Nhà văn tận tâm. Ninja rượu từng đoạt giải thưởng. Một độc giả quyến rũ một cách tinh tế.”