Ta gwiazda przeżyła połknięcie przez czarną dziurę

May 04 2020
Nowy rodzaj historii o przetrwaniu: naukowcy odkryli gwiazdę, która zbliżyła się do czarnej dziury i przeżyła, by opowiedzieć tę historię - przynajmniej tymczasowo.
Ilustracja tego artysty pokazuje białego karła (po lewej), gdy zbliża się on do punktu najbliższego zbliżenia i jest rozciągany przez silną grawitację czarnej dziury (po prawej stronie). NASA / CXC / M. Weiss

Jeśli trafisz do meczu w klatce z czarną dziurą , cóż, nie będzie to ładne. To jedna z cech definiujących wszechświat - czarne dziury mają tak ogromne przyciąganie grawitacyjne, że mogą połykać całe gwiazdy. Tyle że jednej szczęśliwej gwieździe udało się uciec przed gniewem czarnej dziury, przynajmniej na chwilę.

Raport z marcowego wydania Monthly Notices of the Royal Astronomical Society szczegółowo opisuje, jak ten czerwony olbrzym, znajdujący się w galaktyce GSN 069 (około 250 milionów lat świetlnych od Ziemi), wędrował trochę za blisko supermasywnej czarnej dziury i został usidlony w jego uścisku. W przeciwieństwie do większości gwiazd, udało mu się uciec z pełnego uścisku czarnej dziury.

Mimo to ogromna masa czarnej dziury (około 400 000 razy większa od naszego Słońca) i przyciąganie grawitacyjne spowodowały, że gwiazda utknęła wokół niej na eliptycznej orbicie. Pierwotnie był to czerwony olbrzym, a bogate w wodór zewnętrzne warstwy gwiazdy zostały usunięte przez czarną dziurę, pozostawiając jedynie bogate w hel jądro (zwane białym karłem ). Krąży wokół czarnej dziury raz na dziewięć godzin, a gdy są usuwane, mieszają się z innym materiałem krążącym wokół czarnej dziury. Proces ten generuje rozbłyski promieni rentgenowskich, swego rodzaju latarnię morską dla nas, Ziemian.

„To [karłowata gwiazda] będzie się bardzo starała uciec, ale nie ma ucieczki. Czarna dziura będzie ją pożerać coraz wolniej, ale nigdy nie przestanie” - powiedział Andrew King, profesor astrofizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Leicester w Wielkiej Brytanii w oświadczeniu . King przeprowadził badanie, które znalazło przyczynę rozbłysków rentgenowskich.

Naukowcy zebrali dane przy użyciu obserwatorium rentgenowskiego Chandra należącego do NASA oraz kosmicznego obserwatorium rentgenowskiego XMM-Newton należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Naukowcy nierzadko odkrywają tak zwane zakłócenia pływowe, które są grzecznym określeniem, kiedy czarna dziura wyrywa gwiazdę z odnogi. Mówią jednak, że mieli niewiarygodne szczęście, że znaleźli dowód na gwiazdę, która przeżyła swoje pierwsze spotkanie z czarną dziurą, zdarzenie, które jest znacznie rzadsze - częściowo dlatego, że spotkanie to trwa tylko około 2000 lat świetlnych, co jest tylko migotaniem czas w kategoriach wewnętrznego funkcjonowania wszechświata.

Bardziej masywne gwiazdy mogą regularnie przetrwać czarne dziury. Ale ich orbity wokół dziur zajęłyby tyle czasu, że naukowcy nigdy nie mieliby możliwości skatalogowania wielu rozbłysków rentgenowskich w takim stanie, w jakim są teraz.

W końcu , według Kinga , biały karzeł może stać się planetą o masie zbliżonej do masy Jowisza . Ten proces może zająć nawet bilion lat .

TERAZ TO CIEKAWE

Spotkanie tej gwiazdy z czarną dziurą jest przykładem jednego z najbardziej kataklizmicznych wydarzeń we wszechświecie. Możliwe, że zderzenie wygeneruje fale grawitacyjne lub „zmarszczki” w czasoprzestrzeni. Naukowcy zazwyczaj widzą tego rodzaju zmarszczki tylko podczas prawdziwie niszczycielskich wydarzeń, takich jak zderzanie się ze sobą gwiazd neutronowych lub eksplozja gwiazd supernowych.