Čierna diera ďaleko prekonala Hviezdu smrti zo Star Wars, vedci zmerali jej silu

Astronómovia sú zvyknutí na extrémy, no niektoré objavy posúvajú hranice predstáv aj v rámci už tak extrémneho vesmíru. Presne takým prípadom je udalosť označená ako AT2018hyz, pri ktorej supermasívna čierna diera roztrhala celú hviezdu a ešte roky po tomto kozmickom „kataklyzme“ nečakane zvyšuje svoj energetický výkon.

Výsledkom je jav, ktorého energetický výstup prekonáva aj ikonickú sci-fi zbraň z univerza Star Wars, Hviezdu smrti, o nepredstaviteľné rády, píše ScienceAlert.

Jej energetický výstup stále rastie

Príbeh sa začal v roku 2018, keď automatický projekt All-Sky Automated Survey for SuperNovae zaznamenal optický záblesk pochádzajúci zo vzdialenej galaxie. Išlo o takzvanú udalosť slapového roztrhania hviezdy (tidal disruption event, TDE).

Takéto udalosti nastávajú vtedy, keď sa hviezda dostane príliš blízko k supermasívnej čiernej diere. Gravitačný gradient medzi jej bližšou a vzdialenejšou stranou je taký extrémny, že hviezdu doslova natiahne a roztrhá na prúd plazmy. Časť materiálu unikne do priestoru, no zvyšok vytvorí akrečný disk a postupne padá za horizont udalostí.

Spočiatku sa AT2018hyz javila ako relatívne bežný prípad TDE. Optické pozorovania naznačovali klasický priebeh: krátkodobé zosilnenie žiarenia a následné slabnutie. Prekvapenie prišlo až o niekoľko rokov neskôr. Keď tím vedený astrofyzičkou Yvette Cendes opätovne analyzoval objekt pomocou rádiových teleskopov, objavili sa silné rádiové emisie, ktoré navyše začali prudko rásť.

Výsledky publikované v časopise The Astrophysical Journal ukazujú, že energetický výstup čiernej diery sa neznižuje, ale naopak sa kontinuálne zvyšuje ešte viac než štyri roky po samotnom roztrhaní hviezdy. Medzi približne 1 370. a 2 160. dňom od udalosti rástla jasnosť vo všetkých sledovaných rádiových frekvenciách. Celková svietivosť je dnes asi päťdesiatkrát vyššia než pri prvom rádiovom detegovaní.

Takéto správanie je pre astrofyzikov mimoriadne neobvyklé. Väčšina explozívnych kozmických javov má opačný priebeh, keďže po počiatočnom maxime energia postupne klesá. Tu však systém akoby naberal druhý dych. Vedci preto uvažujú o dvoch hlavných fyzikálnych scenároch.

Prvým je oneskorene spustený sférický výtok materiálu. Podľa tejto hypotézy čierna diera nevypustila energetický prúd okamžite po roztrhaní hviezdy, ale až približne 620 dní neskôr. Takéto oneskorenie by mohlo súvisieť s dynamikou akrečného disku. Materiál z hviezdy totiž nepadá do čiernej diery naraz. Musí najprv stratiť uhlový moment, zahriať sa a reorganizovať magnetické pole, ktoré následne umožní vznik silného výtrysku.

Druhým vysvetlením je vznik relativistického jetu, teda úzko kolimovaného prúdu častíc pohybujúcich sa rýchlosťami blízkymi rýchlosti svetla. Ak je takýto jet nasmerovaný mimo nášho zorného smeru, jeho žiarenie je spočiatku potlačené relativistickým zosilnením. Až keď sa prúd postupne spomaľuje a rozširuje, začne byť viditeľný aj zo Zeme, čo by presne vysvetľovalo oneskorený a prudký nárast rádiového signálu.

Nemusí byť unikátom

Modely naznačujú, že rádiová jasnosť by mala pokračovať v raste až približne do roku 2027, čo robí z AT2018hyz jeden z najdlhšie zosilňujúcich sa explozívnych javov, aké boli kedy pozorované.

Keď vedci vypočítali celkový energetický výkon systému, čakalo ich ďalšie prekvapenie. Hodnota sa približuje energii typickej pre gama záblesky, najenergetickejšie explózie známe vo vesmíre. Pre predstavu: fanúšikovské výpočty ukazujú, že fiktívna Hviezda smrti by na zničenie planéty potrebovala enormné množstvo energie. Skutočná čierna diera AT2018hyz však vyžaruje najmenej biliónkrát viac energie než plne funkčná verzia tejto filmovej superzbrane, pričom horné odhady hovoria dokonca o stovkách biliónov násobkov.

Treba však zdôrazniť, že ide o odhady založené na nepriamych meraniach zo vzdialenosti stoviek miliónov svetelných rokov. Presnejšie čísla prinesú až ďalšie pozorovania, ktoré budú sledovať vývoj spektra a interakciu výtrysku s okolným plynom v jadre galaxie.

Midjourney

Objav zároveň otvára zásadnú otázku: je AT2018hyz unikátna, alebo sme podobné prípady doteraz jednoducho prehliadali? Historicky sa totiž rádiové pozorovania TDE robili len krátko po objave, keď sa očakával najvyšší výkon. Tento prípad ukazuje, že niektoré čierne diery môžu „ožiť“ až roky po pôvodnej udalosti. Je teda možné, že vesmír obsahuje množstvo podobných objektov, ktoré čakajú na objavenie len preto, že ich nikto nesledoval dostatočne dlho.

Budúce merania naprieč viacerými frekvenciami umožnia sledovať vývoj výtrysku aj prostredia v bezprostrednom okolí čiernej diery. Práve tieto dáta môžu rozhodnúť, či sledujeme oneskorený výtok materiálu, alebo relativistický jet a zároveň pomôžu lepšie pochopiť, ako supermasívne čierne diery premieňajú gravitáciu na extrémne energetické žiarenie.

Čítajte viac z kategórie: Novinky