Astronomowie z Uniwersytetu w Sheffield odkryli dowody na to, że gwiazdy rozrywane są przez supermasywne czarne dziury 100 razy częściej niż wcześniej sądzono.
Jak dotąd taki gwiezdny kanibalizm – rozerwania pływowe (TDE, ang. Tidal Disruption Events) – obserwowany był w danych z przeglądów, w których obserwowano tysiące galaktyk. Dlatego też, astronomowie sądzili, że zdarzenia te są wyjątkowo rzadkie i występują w danej galaktyce raz na 10 000 – 100 000 razy.
Niemniej jednak, pionierskie badania przeprowadzone przez naukowców z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Sheffield zaobserwowali zjawisko rozrywania gwiazdy przez supermasywną czarną dziurę w danych z przeglądu obejmującego zaledwie 15 galaktyk – to wyjątkowo mała próbka jak na astronomiczne standardy.
[AdSense-A]
„Każda z tych 15 galaktyk jest w trakcie 'kosmicznej kolizji’ z pobliską galaktką,” mówi dr James Mullaney, wykładowca astronomii i współautor artykułu.
Nasze nieoczekiwane wyniki wskazują, że częstotliwość występowania TDE dramatycznie rośnie podczas zderzeń galaktyk. Dzieje się tak najprawdopodobniej ze względu na fakt, że takie kolizje prowokują powstawanie dużej liczby gwiazd w pobliżu centralnych supermasywnych czarnych dziur obu galaktyk podczas ich łączenia.
Supermasywne czarne dziury skrywające się w sercach wszystkich dużych galaktyk mogą być niezauważalne. Dzieje się tak ponieważ nie świecą one w konwencjonalnym znaczeniu tego słowa z uwagi na ich grawitację, która jest na tyle silna, że nic nie może się z nich wydostać, nawet światło. Niemniej jednak, uwolnienie energii w trakcie rozrywania gwiazdy przechodzącej blisko czarnej dziury powoduje powstanie dramatycznych rozbłysków. Jądra galaktyk mogą wtedy świecić równie jasno co miliardy gwiazd łącznie w jednej galaktyce. W ten sposób zdarzenia TDE mogą być wykorzystane do zlokalizowania innych niewidocznych czarnych dziur i do badania ich pola grawitacyjnego i procesów akrecji materii.
Nasz zespół po raz pierwszy obserwował 15 zderzających się galaktyk w 2005 roku w ramach poprzedniego projektu – mówi Rob Spence, doktorant na Uniwersytecie w Sheffield i współautor opracowania.
[AdSense-B]
Jednak gdy ponownie obserwowaliśmy tę próbkę w 2015 roku zauważyliśmy, że jedna z galaktyk – F01004-2237 – zdecydowanie zmieniła swój wygląd. Zajrzeliśmy zatem w dane z przeglądu Catalina Sky Survey, w którym monitorowano zmiany jasności obiektów całego nieba. Okazało się, że w 2010 roku jasność tej galaktyki dramatycznie wzrosła.”
Charakterystyczne połączenie zmienności i widma po rozbłysku w galaktyce F01004-2237 oddalonej od nas o 1,7 mld lat świetlnych – nie przypominało żadnej znanej supernowej czy aktywnego jądra galaktycznego, a było typowe dla zdarzenia TDE.
Clive Tadhunter, profesor astrofizyki i kierownik badania powiedział: Na podstawie naszych wyników obserwacji F01004-2237 oczekujemy, że zjawiska TDE będą codziennością w naszej własnej Drodze Mlecznej gdy już zderzy się ona z sąsiadującą z nami Galaktyką w Andromedzie za jakieś 5 miliardów lat.
Patrząc w kierunku centrum Drogi Mlecznej w trakcie łączenia obu galaktyk, moglibyśmy obserwować rozbłysk średnio co 10-100 lat. Rozbłyski te widoczne byłyby gołym okiem i byłyby jednocześnie jaśniejsze od jakiejkolwiek znanej nam gwiazdy czy planety nocnego nieba.
Wyniki badań opublikowano dzisiaj – 27 lutego 2017 roku – w periodyku Nature Astronomy.