Masywne czarne dziury pochłaniają gwiazdy

Światło od zjawiska AT2024tvd pozwoliło na wykrycie drugiej masywnej czarnej dziury w galaktyce odległej o 600 milionów lat świetlnych – poinformował University of California w Berkeley.

„Pierwszy odkryty optycznie przypadek zjawiska TDE nie w centrum galaktyki”

.Astronomowie znaleźli do tej pory prawie 100 przypadków niszczenia gwiazd przez masywne czarne dziury. Zdecydowana większość dotyczy supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk. Tym razem naukowcy natrafili jednak na bardziej osobliwy przypadek.

Międzynarodowy zespół kierowany przez astronomów z University of California w Berkeley (USA) zaobserwował zdarzenie rozerwania pływowego gwiazdy (ang. tidal disruption event, w skrócie TDE) przez masywną czarną dziurę znajdującą się daleko od centrum galaktyki. Co więcej, w centrum tej galaktyki znajduje się inna masywna czarna dziura, mająca 100 milionów mas Słońca.

Analizowana czarna dziura ma masę około 1 miliona mas Słońca i skrywała się w zewnętrznych obszarach centralnego zgrubienia galaktycznego. Swoje istnienie zdradziła poprzez promieniowanie świetlne spowodowane niszczeniem gwiazdy. Na skutek działania sił pływowych od czarnej dziury, gwiazda ulega rozciągnięciu w strumień materii, z której część zaczęła spadać na czarną dziurę, generując promieniowanie.

Jak tłumaczy Yuhan Yao, będąca na stażu podoktorskim na University of California w Berkeley, która jest pierwszą autorką publikacji, klasycznym miejscem, w którym spodziewamy się masywnych czarnych dziur, jest centrum galaktyki i to tam zwykle szuka się zjawisk rozerwania pływowego. Zjawiska te przewidziano teoretycznie w latach 70. ubiegłego wieku, a zaobserwowano po raz pierwszy w latach 90.

„Nasz przypadek znajduje się natomiast 2600 lat świetlnych od centrum. To pierwszy odkryty optycznie przypadek zjawiska TDE nie w centrum galaktyki” – podkreśliła Yao.

Misja kosmiczna LISA zbada masywne czarne dziury

.Tym samym wiadomo teraz, iż galaktyka posiada dwie masywne czarne dziury. Nie jest to zaskakujące, bowiem galaktyki zderzają się ze sobą, a jeśli każda z nich miała swoją masywną czarną dziurę, to po połączeniu będą dwie. Przynajmniej do czasu, aż obie czarne dziury nie połączą się ze sobą.

Zjawisko AT2024tvd zostało wykryte 25 sierpnia 2024 roku przez Zwicky Transient Facility, kamerę optyczną zamontowaną na Teleskopie Samuela Oschina w Obserwatorium Palomar koło San Diego w USA. Następnie potwierdzono je przy pomocy obserwacji radiowych, rentgenowskich i innymi teleskopami optycznymi, w tym Kosmicznym Teleskopem Hubble’a.

Odkrycie jest przykładem, że systematyczne poszukiwania zjawisk TDE pozwolą wykryć więcej samotnych czarnych dziur. Jest to też dobra wiadomość dla planowanej misji kosmicznej LISA, która będzie szukać fal grawitacyjnych od łączenia się czarnych dziur, takich jak opisywana.

Istnienie masywnej czarnej dziury wędrującej samotnie przez galaktykę można wyjaśnić na dwa sposoby. Może pochodzić ona z jądra małej galaktyki wchłoniętej dawno temu przez większą. Teraz albo porusza się po trajektorii wylatującej z galaktyki, albo została związana na orbicie, która ostatecznie może doprowadzić ją do połączenia z supermasywną czarną dziurą w centrum. Drugi scenariusz to trzy czarne dziury znajdujące się w centrum galaktyki, z których na przykład dwie połączyły się, a trzecia została wyrzucona w dalszy rejon galaktyki.

Naukowcy odkryli niezwykle ciemną egzoplanetę

.Astronomowie odkryli, że egzoplaneta WASP-12b prawie nie odbija światła, przez co wydaje się niemal całkowicie czarna. Obserwacja ta rzuca nowe światło na skład atmosfery odległego świata.

Korzystając ze spektrografu Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a, naukowcy z McGill University w Kanadzie i University of Exeter w Wielkiej Brytanii zmierzyli, ile światła odbija egzoplaneta WASP-12b – jej albedo – aby dowiedzieć się więcej o składzie jej atmosfery. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.

„Zmierzone albedo WASP-12b wynosi co najwyżej 0,064, co jest niezwykle niską wartością, która sprawia, że planeta jest ciemniejsza niż świeży asfalt! Przez to jest dwa razy bardziej refleksyjna niż nasz Księżyc, którego albedo wynosi 0,12. Niskie albedo pokazuje, że wciąż musimy się wiele nauczyć o tym obiekcie i innych podobnych egzoplanetach” – mówi Taylor Bell z McGill University.

Jak opisują astronomowie, planet krąży wokół podobnej do Słońca gwiazdy WASP-12A, oddalonej o około 1400 lat świetlnych od Ziemi i jest jedną z najlepiej zbadanych egzoplanet od czasu jej odkrycia w 2008 roku. Z promieniem prawie dwukrotnie większym od promienia Jowisza i rokiem wynoszącym nieco ponad jeden ziemski dzień, WASP-12b jest klasyfikowana jako gorący Jowisz. Ponieważ znajduje się tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, przyciąganie grawitacyjne gwiazdy rozciągnęło glob do kształtu jajka i podniosło temperaturę powierzchni jej dziennej strony do 2600 stopni Celsjusza.

„Wysoka temperatura jest również najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem niskiego albedo WASP-12b. Istnieją inne gorące Jowisze, które okazały się niezwykle czarne, ale są znacznie chłodniejsze niż ta planeta. W przypadku tych planet sugerowano, że absorpcję światła powodują chmury i metale alkaliczne, ale nie działa to w przypadku WASP-12b, ponieważ jest ona tak niesamowicie gorąca” – wyjaśnia Bell.

Dzienna strona WASP-12b jest tak gorąca, że chmury nie mogą się formować, a metale alkaliczne ulegają jonizacji. Jak wskazują badacze, jest tam nawet wystarczająco gorąco, aby rozbić cząsteczki wodoru na wodór atomowy, powodując, że atmosfera zachowuje się bardziej jak ta na gwiazdach o niskiej masie niż planetarna. Prowadzi to do niskiego albedo egzoplanety.

Aby zmierzyć albedo WASP-12b, naukowcy obserwowali egzoplanetę podczas zaćmienia, gdy była bliska pełni i przez pewien czas znajdowała się za swoją gwiazdą-gospodarzem. Jest to najlepsza metoda określania albedo egzoplanety, ponieważ polega ona na bezpośrednim pomiarze ilości odbitego światła. Technika ta wymaga jednak dziesięciokrotnie większej precyzji niż tradycyjne obserwacje tranzytów. Korzystając ze spektrografu Hubble’a (Space Telescope Imaging Spectrograph), naukowcy byli w stanie zmierzyć albedo planety na kilku różnych długościach fal.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/pepites/naukowcy-odkryli-niezwykle-ciemna-egzoplanete/

PAP/MB