Astronomowie zarejestrowali wyjątkowe wydarzenie kosmiczne: gwałtowne rozerwanie gwiazdy i połknięcie przez czarną dziurę. To zdarzenie, oznaczone jako AT2022zod, jest znaczące, ponieważ czarna dziura, której to dotyczy, wydaje się być nieuchwytną czarną dziurą o masie pośredniej (IMBH), klasą obiektów, która od dawna intryguje naukowców. Odkrycie to daje rzadką okazję do zbadania tych kosmicznych obiektów zastępczych w hierarchii czarnych dziur.
Charakter zdarzeń związanych z zakłóceniami pływowymi
Zdarzenia zakłóceń pływowych (TDE) mają miejsce, gdy gwiazda przelatuje zbyt blisko czarnej dziury. Ogromna grawitacja gwiazdy rozciąga ją w cienki strumień gazu, co jest procesem często nazywanym „spaghettyfikacją”. Część tej materii wpada do czarnej dziury, a reszta zostaje wyrzucona w potężne dżety. Chociaż zdarzenia te są znane w pobliżu supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk, miały one miejsce daleko od jądra galaktyki.
Niezwykły błysk w odległej galaktyce
Rozbłysk, odkryty w październiku 2022 roku, pochodzi z galaktyki SDSS J105602.80+561214.7, znajdującej się około 1,5 miliarda lat świetlnych od nas. W przeciwieństwie do typowych SPR, które trwają setki dni, AT2022zod wygasł w ciągu zaledwie miesiąca. Ten krótki czas trwania, w połączeniu z położeniem poza centrum – około 10 000 lat świetlnych od supermasywnej czarnej dziury w galaktyce – wskazał na mniejszą, ale wciąż znaczącą czarną dziurę.
„Połączenie lokalizacji w galaktyce eliptycznej znanej z dużych gromad gwiazd, położenia poza centrum i krótkiego czasu trwania obserwacji doprowadziło nas do przekonania, że może to być jedna z nieuchwytnych czarnych dziur o masach pośrednich, które mogą istnieć poza centrum galaktyki” – wyjaśnia Kristen Daguet, liderka zespołu na Uniwersytecie Curtin.
Tajemnica czarnych dziur o masie pośredniej
Supermasywne czarne dziury mogą mieć miliony lub miliardy mas Słońca, podczas gdy gwiezdne czarne dziury zwykle mają masę od 3 do setek mas Słońca. CBPM wypełniają tę lukę, ale są niezwykle trudne do znalezienia. Naukowcy uważają, że czarne dziury mogą odgrywać kluczową rolę w rozwoju supermasywnych czarnych dziur, ale ich względna rzadkość utrudnia ich badanie.
„Świetnie radzimy sobie ze znajdowaniem supermasywnych czarnych dziur, a dzięki detektorom fal grawitacyjnych LIGO-Virgo-Kagra jesteśmy coraz lepsi w znajdowaniu gwiezdnych czarnych dziur, ale na palcach jednej ręki mogę policzyć liczbę kandydatów na czarne dziury o masach pośrednich, co do których osiągnięto pewien konsensus w społeczności astronomicznej” – powiedział Dage.
Wskazówki dotyczące pochodzenia i środowiska
Odkrycie tego niecentralnego SPR dostarcza wskazówek, gdzie może znajdować się PDPM. Astronomowie spekulują, że zdarzenie miało miejsce w gęstej gromadzie gwiazd, takiej jak gromada kulista lub ultrakompaktowa galaktyka karłowata (UCG). Środowiska te są nasycone starzejącymi się gwiazdami, zapewniając obfite paliwo do łączenia się i wzrostu czarnych dziur.
Początki samych UKCG pozostają przedmiotem dyskusji. Niektóre mogą być pozostałościami bezgazowych galaktyk karłowatych, inne zaś mogą być wynikiem zderzenia gromad kulistych. Zdefiniowanie prawidłowego scenariusza może zapewnić wgląd w sposób powstawania i ewolucji PMSD.
Przyszłość polowań ChDPM
Oczekuje się, że przyszłe teleskopy, takie jak Obserwatorium Vera C. Rubin, zrewolucjonizują poszukiwania PMSD. Trwające dziesięć lat badanie Legacy Survey of Space and Time będzie skanować miliony gromad gwiazd, zwiększając prawdopodobieństwo odkrycia większej liczby SPR powodowanych przez te nieuchwytne obiekty.
Odkrycie AT2022zod to ważny krok naprzód w zrozumieniu populacji czarnych dziur o masach pośrednich i ich wkładu w większy kosmiczny ekosystem.
Dzięki ciągłym obserwacjom i udoskonalonej technologii naukowcy są wreszcie gotowi rozwikłać tajemnice „brakujących ogniw” – czarnych dziur.
