Chociaż wiemy, że supermasywne czarne dziury (miliony razy masa naszego słońca) czai się w centrum większości galaktyk, ich natura utrudnia ich dostrzeżenie i uczenie się. W przeciwieństwie do popularnej idei czarnych dziur nieustannie „pożerających” materii, te grawitacyjne potwory mogą spędzać długo czas w uśpionej, nieaktywnej fazie.
Dotyczyło to czarnej dziury w sercu SDSS1335+0728, odległej i nietypowej galaktyki 300 milionów lat świetlnych w konstelacji Panny. Po dziesięcioleciach nieaktywnych nagle zapalił się i niedawno zaczął wytwarzać niespotykane błyski światła rentgenowskiego.
Pierwsze oznaki działalności pojawiły się pod koniec 2019 r., Kiedy galaktyka nieoczekiwanie zaczęła świecić jasno, przyciągając uwagę astronomów. Po kilku latach przestudiowania doszli do wniosku, że niezwykłe zmiany, które widzieli, były prawdopodobnie wynikiem czarnej dziury nagle „włączanie” – wchodzące w fazę aktywną. Jasny, zwarty, środkowy region galaktyki jest teraz klasyfikowany jako aktywne jądro galaktyczne, nazywane „Ansky”.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyliśmy Ansky zapaloną na obrazach optycznych, wywołaliśmy obserwacje kolejne za pomocą Swift Rentgen Kosmicznego teleskopu NASA i sprawdziliśmy zarchiwizowane dane z teleskopu rentgenowskiego Erosita, ale w tym czasie nie widzieliśmy żadnych dowodów na emisje rentgenowskie”, mówi Paula Sánchez Sáez, w Europejskiej Południowej Obserwatorium, Nie widzieliśmy tego, co w Czarnej Emisji ”-mówi Paula Sánchez Sáeza Aktywacja dziury.
Ansky budzi się
Następnie, w lutym 2024 r., Zespół prowadzony przez Lorenę Hernández-Garcíę, badacz z Valparaiso University w Chile, zaczął widzieć wybuchy promieni rentgenowskich od Ansky w prawie regularnych odstępach czasu.
„To rzadkie zdarzenie stanowi dla astronomów możliwość obserwowania zachowania czarnej dziury w czasie rzeczywistym, przy użyciu teleskopów kosmicznych rentgenowskich XMM-Newton i ładniejszych, Chandra i Swift NASA. To zjawisko jest znane jako quasiperiodowa erupcja, lub qpe. QPES są krótkimi zdarzeniami płata. I to jest pierwszy raz, kiedy to zdarzenie, które wydaje się, że jest to czarna dziura.
„Pierwszy odcinek QPE został odkryty w 2019 roku i od tego czasu wykryliśmy tylko kilka.
„XMM-Newton odegrał kluczową rolę w naszym badaniu. Jest to jedyny teleskop rentgenowski wystarczająco wrażliwy na wykrycie rozłęcznego światła tła promieniowania rentgenowskiego między serwisami. Dzięki XMM-Newton moglibyśmy zmierzyć, jak Dim Ansky dostaje, co pozwoliło nam obliczyć, ile energii Ansky uwalnia, gdy oświetla i zaczyna migać.”
Rozpowszechnianie zagadkowych zachowań
Grawitacja czarnej dziury oddaje materię, która zbliża się i może ją rozerwać. Na przykład sprawa przechwyconej gwiazdy byłaby rozłożona na gorącą, jasną, szybko wirującą płytę zwaną płytką akrecyjną. Obecne myślenie polega na tym, że QPE są spowodowane przez obiekt (który może być gwiazdą lub małą czarną dziurą) oddziałującą z tą płytą akrecyjną i zostały powiązane z zniszczeniem gwiazdy. Ale nie ma dowodów na to, że Ansky zniszczył gwiazdę.
Niezwykłe cechy powtarzających się serii Ansky skłoniły zespół badawczy do rozważenia innych możliwości. Dysk akrecyjny może zostać utworzony przez gaz uchwycony przez czarną dziurę z jego sąsiedztwa, a nie rozpadnącej się gwiazdy. W tym scenariuszu flary rentgenowskie pochodzą z wysoce energetycznych wstrząsów na dysku, wywołanym przez mały niebiański obiekt przemieszczający się i zakłócający materiały orbitujące, wielokrotnie.
„Wybuchy promieni rentgenowskich od Ansky są dziesięć razy dłuższe i dziesięć razy bardziej światło niż to, co widzimy w typowym QPE”-mówi Joheen Chakraborty, członek zespołu i doktorant w Massachusetts Institute of Technology, USA.
„Każda z tych erupcji wypuszcza sto razy więcej energii niż widzieliśmy gdzie indziej. Erupcje Ansky'ego pokazują również najdłuższą kadencję, jaką kiedykolwiek obserwowano, około 4,5 dni. To przesuwa nasze modele do ich granic i kwestionuje nasze istniejące pomysły na temat tego, w jaki sposób generowane są te błyski rentgenowskie”.
Oglądanie czarnej dziury w akcji
Możliwość obserwowania Ansky Evolving w czasie rzeczywistym jest bezprecedensową okazją dla astronomów, aby dowiedzieć się więcej o czarnych dziurach i energicznych wydarzeniach, które zasilą.
„W przypadku QPES wciąż jesteśmy w momencie, w którym mamy więcej modeli niż danych, i potrzebujemy więcej obserwacji, aby zrozumieć, co się dzieje”, mówi ESA Research Fellow i astronom rentgenowski, Erwan Quintin.
„Myśleliśmy, że QPE były wynikiem małych obiektów niebiańskich, które zostały uchwycone przez znacznie większe i spiżowe wobec nich. Wydaje się, że erupcje Ansky'ego opowiadają nam inną historię. Te powtarzające się wybuchy są również powtarzające się z falami grawitacyjnymi, które przyszła misja ESA może być w stanie złapać”.
„Ważne jest, aby te obserwacje rentgenowskie uzupełnią dane fali grawitacyjnej i pomogą nam rozwiązać zagadkowe zachowanie masywnych czarnych dziur”.