אסטרונומים היו עדים להפעלה אנרגטית של חור שחור

צוות של אסטרונומים בראשות חוקרים מאוניברסיטת ברמינגהם, אוניברסיטאי קולג' בלונדון ואוניברסיטת קינגס בלפסט גילה את אחת מ"הדלקות" החורים השחורים הדרמטיים ביותר שנצפו אי פעם. הם יציגו את תוצאותיהם ביום שלישי, 4 ביולי, בשעה מפגש אסטרונומי לאומי 2023 בקרדיף.

J221951-484240, הידוע כ-J221951, הוא אחד מהחולפים הבהירים ביותר - עצמים אסטרופיזיים המשנים את בהירותם במשך פרק זמן קצר - שתועדו אי פעם. זה התגלה על ידי ד"ר סמנתה אוטס, אסטרונומית מאוניברסיטת ברמינגהם, והצוות שלה בספטמבר 2019 בזמן חיפוש אחר אור אלקטרומגנטי מגל כבידה. הצוות השתמש בטלסקופים האולטרה-סגולים והאופטיים על סיפון מצפה הכוכבים ניל גרלס סוויפט כדי לחפש קילנובה, חתימה של כוכב נויטרונים שמתמזג עם כוכב נויטרונים אחר או חור שחור. בדרך כלל, הקילונובה נראית כחולה, ואז דוהה והופכת לאדום תוך מספר ימים. במקום זאת, הם מצאו משהו חריג עוד יותר: J221951. הוא נראה כחול, אבל הוא לא שינה צבע או דהה במהירות כמו קילנובה.

נעשה שימוש במספר טלסקופים כדי לצפות ב-J221951 ולקבוע את טיבו, כולל טלסקופי החלל Swift/UVOT והאבל של נאס"א, הטלסקופ הגדול של דרום אפריקה ומכשירי ESO כגון Very Large Telescope ומכשיר GROND בטלסקופ MPG/ESO 2,2 מטר. במצפה הכוכבים של לה סילה.

הספקטרום של J221951 שהושג על ידי טלסקופ החלל האבל שלל חיבור גל כבידה של J221951. על ידי לימוד ספקטרום האור של J221951, הצליחו ד"ר אוטס וצוותה לקבוע שהמקור נמצא במרחק של כ-10 מיליארד שנות אור, בניגוד לאות גל הכבידה, שהתגלה במרחק של פחות מ-0,5 מיליארד שנות אור. העובדה שהוא זורח בבהירות רבה כל כך במרחק כה גדול הופכת את J221951 לאחד מאירועי המעבר הבהירים ביותר שהתגלו אי פעם.

עדויות מצביעות על כך ש-J221951 נוצר כתוצאה מחור שחור סופר-מסיבי שספג את החומר שמסביב במהירות רבה. גלקסיה אדומה נצפתה ב-J221951 לפני גילויה, ומיקומה של J221951 עולה בקנה אחד עם מרכז הגלקסיה, שם אמור להיות חור שחור מאסיבי באופן טבעי. הוא התחיל להאיר בפתאומיות רבה - כ-10 חודשים לפני שזוהה לראשונה - מה שאומר שהחור השחור התחיל להאכיל מהר מאוד לאחר שהיה שקט במשך זמן מה. הספקטרום האולטרה סגול מראה תכונות ספיגה תואמות לחומר שנדחף החוצה על ידי שחרור אנרגיה עצום. זה, בשילוב עם הבהירות הגבוהה, הופך את זה לאחד מ"הדלקות" החורים השחורים הדרמטיים ביותר שנצפו אי פעם.

הצוות זיהה שני מנגנונים אפשריים שיכולים להסביר האכלה כה קיצונית של חור שחור סופר מסיבי. הראשון הוא שייתכן שהוא נגרם כתוצאה מהפרעה של גאות ושפל - הרס של כוכב כשהוא עובר קרוב לחור השחור העל-מסיבי במרכז הגלקסיה שלו. האפשרות השנייה היא שזה יכול היה להיגרם על ידי גרעין גלקטי פעיל ש"שינה את מצבו" מרדום לפעיל. J221951 אז יאותת שהחור השחור הרדום במרכז הגלקסיה המארחת החל להאכיל מחומר מדיסקת ההצטברות.

ד"ר מאט ניקול, חבר צוות מאוניברסיטת קינגס בבלפסט, אמר: "ההבנה שלנו לגבי הדברים השונים שחורים שחורים סופר מסיביים יכולים לעשות התרחבה מאוד בשנים האחרונות, הודות לגילוי של התפרצויות כוכבים והצטברות של חורים שחורים בעלי עוצמת הארה משתנה ביותר. " הוא מוסיף: "J221951 היא אחת הדוגמאות הקיצוניות ביותר של חור שחור שהפתיע אותנו. תצפית נוספת על J221951 כדי לקבוע את שחרור האנרגיה הכוללת עשויה לאפשר לנו לקבוע אם זוהי בליעת גאות ושפל של הכוכב על ידי חור שחור מסתובב במהירות או סוג חדש של הפעלת AGN."

ד"ר נ. פול קווין, חבר צוות נוסף ממעבדת מדעי החלל. מלארד מאוניברסיטת קולג' בלונדון, אמר: "התגלית המרכזית הייתה שהספקטרום האולטרה סגול שהושג על ידי האבל שלל מקור גלקטי. זה מראה כמה חשוב לשמור על היכולות של ספקטרוגרף ה-UV מבוסס החלל בעתיד".

ד"ר סמנתה אוטס מוסיפה: "בעתיד, ייתכן שנוכל להשיג רמזים חשובים להבחין בין אירוע של שיבוש גאות ושפל לבין תרחישי ליבה גלקטיים פעילים. לדוגמה, אם J221951 משויך להפעלת סופרנובה, אנו עשויים לצפות שהיא תפסיק לדעוך ותגדל מחדש בבהירות, בעוד שאם J221951 הוא הפרעת גאות ושפל, היינו מצפים שהיא תמשיך לדעוך. נצטרך להמשיך ולצפות ב-J221951 במהלך החודשים והשנים הקרובים כדי ללכוד את התנהגותו המאוחרת."

קרא גם:

• החור השחור הסופר-מאסיבי קשת A* התעורר לפני 200 שנה
• חור שחור מנודה דוהר בחלל מלווה בזנב של כוכבי תינוק