Ein Schwarzes Loch „rülpst“ mit halber Lichtgeschwindigkeit, Jahre nachdem es einen Stern verschlungen hat

Im Oktober 2018 entdeckten Astronomen in 665 Millionen Lichtjahren Entfernung das helle Leuchten eines Sterns, der von einem Schwarzen Loch zerrissen wurde, das 20 Millionen Mal größer ist als unsere Sonne – das sogenannte „Gezeitenstörungsereignis(TDE) synchronisiert AT2018hyz. Aber abgesehen davon schien das Ereignis unauffällig, und nach einigen Monaten der Beobachtung des Schwarzen Lochs im sichtbaren Licht verblasste die TDE und die Astronomen machten weiter. Aber AT2018hyz hatte eine Überraschung parat. Nach fast drei Jahren erwachte das Schwarze Loch plötzlich wieder zum Leben, was die Astronomen verblüffte, so A neues Papier Veröffentlicht im Astrophysical Journal.

„Das hat uns total überrascht – so etwas hatte noch nie jemand gesehen“, Co-Autor sagte Yvette Sindis Vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Sie verglich das ungewöhnliche Fressverhalten eines Schwarzen Lochs mit dem „Rülpsen“ nach einer schweren Mahlzeit. „Es ist, als hätte dieses Schwarze Loch plötzlich begonnen, einen Haufen Material von dem Stern zu rülpsen, der es vor Jahren gefressen hat.“ Dies deutet darauf hin, dass verzögerter Fluss häufiger vorkommt, als Astronomen bisher erwartet hatten. Die Gruppe wird die Entwicklung von TDE weiterhin beobachten und führt eine systematische Untersuchung einer viel größeren Stichprobe von TDE durch.

wie wir sind Ich habe vorhin erwähntEs ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass sich Schwarze Löcher verhalten Wie kosmische Staubsauger, nehmen gierig jede Substanz in ihrer Umgebung auf. Tatsächlich werden nur Dinge jenseits des Ereignishorizonts – einschließlich Licht – verschluckt und können nicht entkommen, obwohl Schwarze Löcher auch chaotische Esser sind. Dadurch wird bereits ein Teil der Körpersubstanz in einem starken Strahl ausgestoßen.

Bei einem TDE wird der Stern (oder „Spaghetti“) von den starken Gravitationskräften eines Schwarzen Lochs außerhalb des Ereignishorizonts in Scheiben geschnitten, und ein Teil der ursprünglichen Masse des Sterns wird heftig nach außen geschleudert. Diese wiederum kann gebildet werden rotierender Ring des Materials (aka Sammelscheibe) um das Schwarze Loch, das starke Röntgenstrahlen und sichtbares Licht aussendet. Jets sind eine Möglichkeit für Astronomen, indirekt auf die Existenz eines Schwarzen Lochs zu schließen. Abflussemissionen treten normalerweise kurz nach TDE auf.

Wann AT2018hyz wurde erstmals entdeckt, und Radioteleskope nahmen in den ersten Monaten keine Signaturen der Emission von Streaming-Material auf. Laut Cendes trifft das auf etwa 80 Prozent der TDEs zu, also sind die Astronomen weitergezogen und haben es vorgezogen, die kostbare Teleskopzeit zu nutzen, um interessantere Objekte zu ergattern. Aber letzten Juni beschlossen Cendes und ihre Gruppe, zu mehreren TDEs in den letzten Jahren zurückzukehren, die zuvor keine Emissionen gezeigt hatten, indem sie Funkdaten vom Very Large Array (VLA) verwendeten. Und siehe da, AT2018hyz erleuchtete wieder einmal den Himmel.

„Wir untersuchen TDE seit mehr als einem Jahrzehnt mit Radioteleskopen und stellen manchmal fest, dass es in Radiowellen fluoresziert, wenn es Material ausspuckt, wenn ein Schwarzes Loch zum ersten Mal den Stern verzehrt“, Co-Autor Edo Berger sagte:, ein Astronom an der Harvard University und dem Center for Astrophysics. „Aber bei AT2018hyz herrschte in den ersten drei Jahren Funkstille, und jetzt ist es dramatisch beleuchtet, um eines der hellsten Radio-TDEs aller Zeiten zu werden.“

Der nächste Schritt bestand darin, die sogenannte „geschätzte Zeit bis zur Ausgabe“ an mehreren verschiedenen Teleskopen über ein breites Spektrum von Wellenlängen voranzutreiben. „Wenn Sie etwas so Unerwartetes finden, können Sie es kaum erwarten, dass der reguläre Zyklus von Teleskopvorschlägen es beobachtet“, sagte Cyndis. Diese Anfragen wurden sofort akzeptiert und lieferten dem Team Daten vom VLA, dem ALMA-Observatorium in Chile, MeerKAT in Südafrika, dem Australian Telescope Compact Array (ATCA) in Australien sowie dem Chandra X-Ray Space Observatory und Neil Geirels Swift Observatorium.

Die Analyse all dieser Daten ergab, dass AT2018hyz Material mit satten 1,4 Millijanskiy bei 5 GHz ausspuckte. „Für diejenigen, die nicht im Radio sprechen, das ist Hella Bright!“ Cyndis hat getwittert In einer erklärenden Serie im vergangenen Juni, als die erste Version herauskam, genannt „Die größte Entdeckung meines Lebens, das ist seine Anfang Wie schon zuvor von TDE gesehen, war es sicherlich nicht ein paar Jahre zu spät. (Fun Fact: Cendes und ihr Mann auch bekannt als AT2018hyz Jetty– eine Abkürzung für „Jetty McJetFace“.)

TDE war noch im vergangenen April eine fortlaufende Veranstaltung. „Wir glauben, dass es sich um stellares Material handelt, das in einer Akkretionsscheibe vorhanden war, nachdem sie zerfetzt wurde.“ Cyndis hat getwittert gestern. Aber warum es zwei Jahre dauerte, bis dieser verrückte Zustrom stattfand, ist ein Rätsel.“

Eine Möglichkeit, so Cendes, ist, dass sich die Ausflussdichte plötzlich geändert hat, aber die Daten unterstützen dies nicht. Es unterstützt auch nicht die Möglichkeit eines Flugzeugs kurz nach TDE, aber Astronomen haben es nicht sofort entdeckt, weil es nicht auf die Erde gerichtet war. Das Licht nahm sehr schnell zu. Cendes zog auch die Möglichkeit in Betracht, dass separate Abflüsse auf ungewöhnliche Weise interagieren, kam jedoch zu dem Schluss, dass dies ebenfalls kein wahrscheinliches Szenario ist.

„Das wahrscheinlichste Szenario ist eine sogenannte ‚Zustandsänderung‘, bei der sich die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch in eine andere Art von Ausfluss bewegt“, Cyndis hat getwittert. „Wir sehen diese um die kleineren Schwarzen Löcher in unserer Galaxie herum, wobei Spendersterne ihnen Material geben, das als Röntgenbinärdateien bezeichnet wird. Wenn diese Veränderungen also in stellargroßen Schwarzen Löchern in unseren Galaxien auftreten können, warum nicht um supermassereiche Schwarze Löcher herum, die eine haben? Injektion? Von einer Substanz von einem Stern?“

Aber wenn das der Fall ist, muss es einen deutlichen Überschuss an Röntgenstrahlen geben – und auch das zeigen die Daten nicht. „Wo führt uns das hin? Wir wissen es nicht!“ Cyndis schloss. „Was waren wir? ein Akt Ich weiß, dass AT2018hyz etwas Unerwartetes und Beispielloses in einem Schwarzen Loch tut, und wir werden es weiterhin mit allem, was wir haben, überwachen. Wir hoffen, dass die zusätzlichen Notizen uns helfen werden, die Geheimnisse zu lüften.“

DOI: The Astrophysical Journal, 2022. 10.3847 / 1538-4357 / ac88d0 (Über DOIs).