Szupermasszív fekete lyukak szinte minden nagy galaxis magjában megtalálhatók, és bár láthatatlanok, gravitációs erejük elképesztően erős. Ezek a kozmikus óriások barátságosak, ha távol tartjuk magunkat tőlük, de ha túl közel merészkedünk, szó szerint darabokra téphetnek minket. Egy ilyen esemény a tidális zavarás, amikor egy csillag túl közel kerül egy fekete lyukhoz, és annak hatalmas gravitációs ereje széttépi.
Az AT2024tvd felfedezése – egy rendkívüli esemény
Az AT2024tvd az első olyan tidális zavarási esemény (TDE), amely nem a galaxis központjában, hanem attól mintegy 2600 fényév távolságra történt. Ez az esemény intenzív és gyorsan változó rádiójeleket bocsátott ki, ami teljesen új megvilágításba helyezi a szupermasszív fekete lyukak viselkedését.
A felfedezést a Kaliforniai Egyetem Berkeley kutatócsoportja végezte a Zwicky Transient Facility égboltfelmérő rendszer segítségével, amely hirtelen fényfelvillanásokat keres az égen. Kezdetben az AT2024tvd úgy tűnt, mint egy átlagos tidális zavarási esemény, azonban a további megfigyelések feltárták, hogy nem a galaxis magjában történt.
A fekete lyuk vándorlása és eredete
Az AT2024tvd helyszíne arra utal, hogy ez a szupermasszív fekete lyuk nem ott van, ahol általában várnánk – vagyis nem a galaxis központjában. Itai Sfaradi, a Berkeley Egyetem posztdoktori kutatója szerint két lehetséges magyarázat létezik:
- Kiszorítás galaxis összeolvadások során: Amikor két vagy több galaxis összeolvad, előfordulhat, hogy egyes szupermasszív fekete lyukak kilökődnek a galaxis magjából és vándorolni kezdenek.
- Egy korábbi összeolvadásból származó fekete lyuk: A jelenlegi galaxis egy korábbi összeolvadás eredménye lehet, amely során egy másik galaxisból származó fekete lyuk került ide.
Ezek az elméletek régóta felmerültek az asztrofizikában, de eddig kevés bizonyíték állt rendelkezésre. Az AT2024tvd lehet az eddigi legmeggyőzőbb bizonyíték arra, hogy léteznek „vándorló” szupermasszív fekete lyukak a galaxisok peremén.
Két erőteljes rádiókitörés – új jelenség a TDE-k között
A felfedezés után további megfigyelések során két jelentős rádiókitörést regisztráltak: az elsőt 131 nappal az esemény után, a másodikat pedig 194 nappal később. Ez utóbbi kitörés rendkívül gyorsan fejlődött és visszahanyatlott, ami példa nélküli volt az off-center TDE-k esetében.
Sfaradi kiemelte: „Ez valóban rendkívüli. Nemcsak azért, mert ez az első alkalom, hogy ilyen fényes rádiójelenséget figyeltünk meg egy galaxis központjától távoli tidális zavarási eseménynél, hanem mert ez gyorsabban változik, mint bármi más, amit eddig láttunk.”
A csillag pusztulásának folyamata
Egy szupermasszív fekete lyuk néhány óra alatt képes széttépni egy csillagot. A folyamatot úgy képzelhetjük el, mintha valaki hirtelen mély vízbe süllyedne egy meredek partoldalon: a gravitációs erő annyira meredek és erős, hogy először az ujjhegyünk atomjai zuhannának le, mielőtt a test többi része követné őket. Ez az úgynevezett „spagettifikáció”.
A csillag maradványai gyűrűként keringenek a fekete lyuk körül és fokozatosan belezuhannak. Ez egy hosszú és kaotikus folyamat: a fekete lyuk nem takarékos evő – gyakran visszaáramlást (outflow) bocsát ki, amely lökéshullámokat keltve rádiójeleket generálhat.
Az AT2024tvd esetében valószínűleg az első rádiókitörés közvetlenül a csillag szétszakadását követően keletkezett. A második kitörés pedig vagy egy újabb outflow eredménye lehetett, vagy ugyanannak az outflownak az ütközése egy sűrűbb gázfelhővel.
Következmények és jövőbeli kutatások
A mostani felfedezés jelentős kihívást jelent a jelenlegi TDE-elméletek számára. Jelenleg egyik modell sem képes teljes mértékben megmagyarázni az AT2024tvd viselkedését. Ez arra ösztönzi majd az asztrofizikusokat, hogy újragondolják keresési stratégiáikat és ne csak a galaxisok központjára koncentráljanak.
Yvette Cendes, az Oregon Egyetem adjunktusa így fogalmazott: „Mostanáig sok felmérés kizárólag a galaxisok magját vizsgálta feltételezve, hogy ott zajlik minden fontos esemény. Azért nem találtunk korábban off-center TDE-ket, mert egyszerűen nem kerestük őket.”
A jövőben várhatóan több ilyen eseményt fedeznek majd fel – ha egyszer megtaláltunk egyet, sokkal könnyebb lesz továbbiakat is azonosítani. Ezek az új példák segíthetnek abban is, hogy pontosabb elméleti modelleket dolgozzanak ki a fekete lyukakról és azok környezetéről.
Összegzés
Az AT2024tvd felfedezése forradalmi lépést jelent az asztrofizikában: először sikerült intenzív és gyorsan változó rádiójeleket detektálni egy tidális zavarási eseménynél, amely ráadásul nem is a galaxis központjában zajlott le. Ez megerősíti azt a régóta feltételezett elképzelést is, hogy léteznek vándorló szupermasszív fekete lyukak – akár galaxisok összeolvadása során kilökődve vagy korábbi összeolvadásokból származva.
Ez az új tudás nemcsak izgalmas kérdéseket vet fel arról, hogyan működnek ezek az óriási kozmikus objektumok, hanem arra is ösztönzi majd a kutatókat világszerte, hogy szélesebb körben keressék ezeket az eddig rejtett jelenségeket.
Forrás: https://www.astronomy.com/science/black-hole-caught-snacking-on-star-far-from-host-galaxys-center/