Astronomowie odkryli najbardziej żarłoczną czarną dziurę

Astronomowie przypadkowo odkryli w gwiazdozbiorze Panny niezwykłą czarną dziurę, która pochłania rekordowe ilości materii już od ponad 11 lat, co jest czasem 10 razy dłuższym niż typowy „posiłek” tego typu obiektów – głosi artykuł opublikowany w piśmie „Nature Astronomy”.

„Staliśmy się świadomi porywającej i długotrwałej agonii gwiazdy. W minionych latach znajdowaliśmy ślady i bezpośrednio badaliśmy dziesiątki wybuchów gwiazd, ale ani jedno z poprzednich zdarzeń nie było tak wyraziste i przeciągłe jak to” – powiedział Dacheng Lin z Uniwersytetu New Hampshire w Darem (USA). 

Kiedy gwiazdy i inne obiekty o stosunkowo niewielkiej masie i gęstości zbliżają się do czarnej dziury, to ona zjada je nie od razu, ale najpierw rozrywa na części, a potem powoli pochłania to, co z nich zostało. Z tego powodu jasność ginącej gwiazdy gwałtownie wzrasta, a my możemy obserwować ten proces w ciągu kilku miesięcy, dzięki grawitacyjnemu spowolnieniu czasu wokół czarnej dziury. 

Jak opowiada Lin, jego zespół odkrył jedną z najbardziej niezwykłych czarnych dziur właściwie przypadkowo, obserwując nagromadzenie galaktyk  NGC 5813 w gwiazdozbiorze Panny oddalonym od nas o kilka miliardów lat świetlnych. Badając to skupisko przy pomocy teleskopów rentgenowskich Chandra i XMM-Newton, naukowcy odkryli jeszcze  jedną galaktykę: SDSS J1500+ 0154. Ten obiekt położony jest o wiele bliżej Ziemi. 

Galaktyka przypominająca rozmiarem Wielki Obłok Magellana, jednego z największych satelitów Drogi Mlecznej, w tej chwili znajduje się w stadium aktywnego tworzenia gwiazd, co roku rodzą się w niej dziesiątki nowych gwiazd. W jej centrum znajduje się stosunkowo niewielka supermasywna czarna dziura, której masa przewyższa masę Słońca zaledwie milion razy. 

Niezwykła jaskrawość czarnej dziury, którą naukowcy zobaczyli na zdjęciach z zeszłego roku, zainteresowała ich, toteż sprawdzili archiwa obserwacji, aby określić, kiedy rozpoczął się jej obecny „posiłek”. Ku ich wielkiemu zdziwieniu okazało się, że czarna dziura była aktywna i w 2011, i w 2008, a nawet w 2006 roku. Pierwsze oznaki aktywności, jeśli wierzyć zdjęciom z teleskopu Chandra, pojawiły się w kwietniu 2005 roku, kiedy jaskrawość SDSS J1500+ 0154 gwałtownie wzrosła i stała się ona widoczna w promieniach rentgena. 

W ten sposób można powiedzieć, że czarna dziura w centrum SDSS J1500+ 0154 „objada się” już od ponad 11 lat, zjadając szczątki rozerwanej przez siebie gwiazdy. Co ciekawe, „apetyt” czarnej dziury jest stale powyżej tzw. granicy Eddingtona – ilości materii, którą może pochłonąć czarna dziura zanim zacznie ją „wypluwać”. 

Dlaczego to jest ważne? Granica Eddingtona uważana jest dziś za fundamentalną granicę wzrostu czarnych dziur, co ma znaczenie w kontekście ewolucji pierwszych galaktyk Wszechświata, którego czarne dziury jak pokazują ostatnie obserwacje, dysponują anomalnie wielkimi rozmiarami. Potwierdzenie tego, że czarne dziury mogą przekraczać tę granicę, pomoże wyjaśnić, jak pierwsze supermasywne czarne dziury nabrały masę szybciej, niż wskazywałaby na to teoria.