Csillagászok egy csoportja a nemrégiben megörökítette, amint egy közeli fekete lyuk szétszaggat, majd bekebelez egy közelébe kerülő csillagot. A felfedezés különleges jelentőséggel bír, ugyanis amellett, hogy egyszeri és megismételhetetlen eseményről van szó, a mostani egy igencsak közeli fekete lyukkal történt meg, így vizsgálatával az eddigieknél teljesebb képet kaphatunk az ott zajló fizikai folyamatokról.

A csillag halálát okozó fekete lyuk tömege Napunkénak körülbelül milliószorosa, lakhelye pedig a Földtől 160 millió fényévre található, napjainkban is aktív csillagkeletkezést mutató, NGC 3799 nevű csillagontó galaxis az Oroszlán csillagkép irányában.

A csillagászati szaknyelvben árapály-katasztrófának (tidal disruption event, TDE) nevezett jelenséget a Hawaii Csillagászati Intézet kutatói fedezték fel, illetve figyelték meg az említett küllős spirál galaxisban 2023. február 22-én az All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) nevű szupernóva-kereső égboltfelmérés keretein belül. Egy árapály-katasztrófa megfigyelésekor a felvételeken egy új, eddig nem látott fényforrás hirtelen felfényesedése, majd a felfényesedésnél valamivel lassabb ütemű elhalványulása látszik. A felfényesedés során a szétmarcangolódó csillag sugárzása túlragyoghatja gazdagalaxisát is, és ilyen módon árapály-katasztrófa nemcsak a Tejútrendszerben, hanem más, távolabbi galaxisokban is megfigyelhető. Mivel azonban egy árapály-katasztrófa egyszeri, megismételhetetlen folyamat, detektálásához szerencse is szükséges.

„Noha ilyen eseményeket már korábban is sokszor sikerült megfigyelnie a csillagászoknak, a mostani a legközelebbi olyan árapály-katasztrófa, amelyet a látható tartomány hullámhosszain vizsgáltak.” – nyilatkozott a kutatásban részt vevő Willem Hoogendam. – „Ez a megfigyelés kiválóan alkalmas lehet arra, hogy jobban megértsük a szupernagy tömegű fekete lyukak növekedését és anyaggyűjtési folyamatait.”

Illusztráció egy fekete lyuk közelében történt árapály-katasztrófáról. (A kép forrása: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR).)

Egy csillag szétszaggatása

Árapály-katasztrófa akkor következik be, amikor egy galaxis közepén lévő szupernagy tömegű fekete lyuk bekebelez és szétszaggat egy hozzá túlságosan közel kerülő csillagot. Ekkor a fekete lyuk gravitációs hatása következtében fellépő árapályerők a fekete lyuk felé megnyújtják, arra merőlegesen pedig összenyomják a halálra ítélt csillagot. Egy idő után a csillag hosszú, spagettihez hasonló alakot vesz fel, s anyaga bespirálozik a fekete lyukba. Éppen ezért ezt a jelenséget a szaknyelvben spagettifikáció néven ismerjük. Amikor egy fekete lyuk bekebelez egy közeli objektumot, hirtelen erős fényjelenség lép fel, amelyet akár földi műszereinkkel is megfigyelhetünk.

Bár az árapály-katasztrófák viszonylag gyakran bekövetkező események, a mostani felfedezés különleges, hiszen napjainkig keveset figyeltek meg a csillagászok a Földhöz ennyire közel. Emiatt tehát az NGC 3799 nevű galaxisban felfedezett, ASASSN-23bd jelű árapály-katasztrófa fényes, és nagy részletességgel vizsgálható célpontként segítette az azt vizsgáló kutatókat.

„Felfedezésünk megmutatja, hogy a közeli fekete lyukak környezetében zajló árapály-katasztrófák gyakoribbak, mint korábban gondoltuk — csak mi eddig nem figyeltük meg azokat sokszor.” – mondta Hoogendam.

A kutatócsoport több földi és űrbe telepített műszerrel is figyelemmel kísérte az árapály-katasztrófa fényességének és színképének időbeli változását, és a Földhöz való kivételes közelségen túl egyéb érdekességeket is megállapított az esemény kapcsán. Tanulmányuk egyik fő megállapítása, hogy ez az árapály-katasztrófa az eddig ismerteknél körülbelül kétszer gyorsabb, mindössze 15 napos felfényesedéssel járt, azután pedig gyorsan elhalványult. Emellett jóval kevesebb energiát bocsátott ki az eddig ismertekhez képest. Mindezek alapján a kutatók úgy gondolják, hogy az árapály-katasztrófáknak létezik egy eddig el nem különített csoportja, amelynek az „alacsony fényességű, gyorsan fejlődő árapály-katasztrófa” nevet adták.

A kutatócsoport eredményeiről szóló cikk az MNRAS című szaklapban jelent meg.

A cikk forrása: https://www.space.com/black-hole-star-spaghettification-nearest-evidence