Astronomové byli svědky kosmické exploze, která uvolnila energii ekvivalentní 400 miliardám Sluncí. Tento jev, přezdívaný »Whippet«, je extrémně silným příkladem slapového narušení a je výsledkem roztržení a pohlcení supermasivní hvězdy černou dírou.
K narušení slapových procesů dochází, když se hvězdy přiblíží příliš blízko černým dírám. Obrovská gravitace kolem černých děr vytváří silné slapové síly, které hvězdy současně stlačují a natahují a vytvářejí kosmické vlákna, která vědci nazvali »hvězdné špagety«. Tato hvězdná hmota se vine kolem černé díry jako špagety kolem vidličky a tvoří vířivý disk plynu a prachu, známý jako akreční disk, který postupně živí kosmickou bestii. Černé díry se však neživí čistě a část této bývalé hvězdné hmoty je vyvrhována ven v paralelních tryskách.
I mezi těmito násilnými a silnými jevy vyniká Whippet, oficiálně označený AT2024wpp, jako jedna z největších kosmických explozí, jaké kdy byly pozorovány, což je událost narušení slapové energie ve zcela jiném měřítku.
»Objevili jsme to, co podle nás představuje splynutí černé díry s masivní doprovodnou hvězdou, její rozpad na disk, který černou díru živí. Jedná se o vzácný a velkolepý jev,« uvedl ve svém prohlášení hlavní autor studie Daniel Perley z Liverpoolské univerzity Johna Moorese.
»I kdybychom tušili, co to je, stále to bylo něco mimořádného. Bylo to mnohonásobně energičtější než jakákoli podobná událost a silnější než jakákoli známá exploze způsobená kolapsem hvězdy. Tyto jevy nám nejen pomáhají detekovat černé díry, ale také nabízejí nový způsob, jak pochopit, kde se nacházejí, jak se tvoří a rostou a jaká je fyzika, která tyto procesy řídí,« dodává.
Sledování »Whippeta«
Objev AT2024wpp byl poprvé detekován astronomy pomocí zařízení Zwicky Transient Facility na observatoři Palomar v Kalifornii. Okamžitě vynikl díky své podobnosti s kosmickou explozí AT 2018cow, hvězdnou událostí, která byla 10 až 100krát jasnější než typická exploze supernovy.
Whippet se také podobal světelnému rychlému modrému optickému přechodnému jevu, extrémně jasnému záblesku světla viditelnému na vzdálenosti miliard světelných let, obvykle trvajícímu několik dní a vyzařujícímu vysokoenergetické záření od modrého konce optického spektra až po ultrafialové a rentgenové záření. Přestože byly detekovány desítky takových událostí, zůstávají nedostatečně pochopeny, ačkoli je vědci spojují s ničením hvězd.
Vědci pozorovali Whippeta pomocí dalekohledu Liverpool Telescope na Kanárských ostrovech a kosmické lodi Swift společnosti NASA a potvrdili, že je extrémně modrý a produkuje rentgenové záření, jak se od takového jevu očekává.
Řídká exploze
Členové týmu z Kalifornské univerzity v Los Angeles a Kalifornského technologického institutu potvrdili vzdálenost galaxie Whippet, což dokazuje, že se nejednalo o obyčejnou explozi supernovy. V kombinaci s její extrémně vysokou teplotou to vedlo k závěru, že událost byla způsobena černou dírou trhající hvězdu.
Smrt hvězdy v důsledku zániku masivní černé díry v galaxii vzdálené 650 milionů světelných let astronomy překvapila nejen tím, že k ní došlo mimo střed galaxie, kde se obvykle skrývají masivní černé díry, ale také tím, že měsíce po zničení hvězdy došlo ke dvěma vysokoenergetickým výbojům.
Další vyšetřování odhalilo silnou rázovou vlnu šířící se z centrálního zdroje rychlostí přibližně 20 procent rychlosti světla, tedy asi 135 milionů mil za hodinu, která se srážela s okolním plynem. Tato rychlost je asi 90 000krát vyšší než maximální rychlost stíhačky F-16. Tyto rázové vlny zeslábly po zhruba půl roce pozemského života, když dosáhly vnějšího oblaku plynu, který zbyl po zničené hvězdě.
Vědci ale stále plně nechápou Whippetův mechanismus. Tým detekoval hélium pohybující se od zdroje rychlostí přibližně 21 milion kilometrů za hodinu. To naznačuje, že nějaká hustě vázaná struktura událost přežila a pohybuje se k nám přibližně 750krát rychleji, než je maximální rychlost raketoplánu NASA.
Tým se domnívá, že by se mohlo jednat o proud hmoty vymrštěný z jádra zatracené hvězdy, když bylo »spacecaronizováno« černou dírou ve středu galaxie Whippet. Další možností je, že proud helia byl vytvořen třetím tělesem v systému, když byl bombardován částicemi a rentgenovým zářením vymrštěným z černé díry, když se živila svou hvězdnou potravou.
Druhý záblesk je ještě záhadnější
Buď se jednalo o výtrysk materiálu pohybující se poloviční rychlostí světla , který byl vypuštěn 170 dní po TDE a trvalo mu 24 dní, než dosáhl okolního plynu, nebo o výtrysk pohybující se téměř rychlostí světla, který byl vypuštěn po 190 dnech. Jakou souvislost má tento druhý výbuch s prvním a zda byl způsoben akrecí stejného materiálu, zůstává nejasné.
Pokud jde o černou díru, Sfaradiho nejlepší odhad je, že se jedná o černou díru střední hmotnosti – tedy o černou díru s hmotností mezi 1000 a 100 000násobkem hmotnosti našeho Slunce. Mohla se ocitnout mimo střed galaxie jedním ze dvou způsobů. Buď se účastnila trojité interakce černých děr ve středu své galaxie, která vedla k jejímu vyvržení, nebo to byla kdysi centrální černá díra menší galaxie, která se srazila a sloučila s větší, a černá díra se nyní potuluje jako násilný darebák svou novou galaxií a ničí všechny nešťastné hvězdy, které jí stojí v cestě.
Kosmický nesoulad pozorovali astronomové po celém světě a byl popsán na konferenci AAS ve Phoenixu v Arizoně, kde byla nešťastná hvězda popsána jako »roztrhaná« a kousek po kousku pohlcená obrovskou gravitací černé díry.
Docent astrofyziky Daniel Perley z Liverpoolské univerzity Johna Moorese a hlavní autor článku, který bude zveřejněn v Měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti, na výročním setkání Americké astronomické společnosti (5.–8. ledna) uvedl: »Objevili jsme to, co považujeme za černou díru, která se slučovala s masivní hvězdou-průvodcem a rozmělňovala ji na disk, který černou díru vyživoval. Je to vzácný a úchvatný jev.«
Výsledná exploze je jednou z nejsilnějších kosmických událostí v historii: množství uvolněné energie na krátkou dobu dosáhlo 400 miliardkrát většího množství energie než Slunce a překonalo i nejsilnější známé supernovy.
Černé díry byly pozorovány již dříve, jak pohlcují hvězdy – je to jev známý jako událost slapové disrupce – ale v takovém rozsahu se nic takového nedělo.
Výsledky byly zveřejněny v časopise The Astrophysical Journal Letters, Space a nově bude uveřejněn v Měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti.
Ioannis Sideropulos