Un telescop se uită la negrul spațiului adânc. Deodată - apare un fulger strălucitor de lumină care nu mai era acolo. Ce ar putea fi? O supernova? Două stele masive dens care se contopesc? Poate o explozie de raze gamma?
În urmă cu cinci ani, cercetătorii care folosesc telescopul ROTSE IIIb de la McDonald Observatory au observat doar un astfel de eveniment. Însă, departe de a fi explozia stelară a fugii sau a fuziunii stelelor de neutroni, astronomii cred că această minusculă flacără a fost, de fapt, o dovadă a unei găuri negre super-masive din centrul unei galaxii îndepărtate, sfâșind o stea în rahaturi. .
Astronomii de la McDonald foloseau telescopul pentru a scana cerul pentru astfel de sclipiri începând de ani de zile, ca parte a proiectului ROTSE Supernova Verification (SNVP). Și la început fardul, evenimentul văzut la începutul anului 2009, pe care cercetările l-au poreclit „Dougie”, arăta exact ca multe dintre celelalte supernove pe care le descoperiseră de-a lungul proiectului. Cu o luminozitate absolută - 22,5 în mărire, evenimentul s-a încadrat perfect în clasa de supernove superluminoase cu care cercetătorii erau deja familiarizați.
Dar, pe măsură ce timpul a trecut și mai multe date despre Dougie s-au lansat, astronomii au început să se răzgândească. Observațiile cu raze X făcute de satelitul Swift orbitant și spectre optice, luate de Telescopul Hobby-Eberly de la McDonald, au scos la iveală o curbă de lumină și un machiaj chimic în evoluție, care nu se potriveau cu simulările computerizate ale supernovelor superluminoase. De asemenea, Dougie nu părea a fi o fuziune de stele cu neutroni, care ar fi atins o luminositate maximă mult mai repede decât s-a observat, sau o explozie de raze gamma, care, chiar și sub unghi, ar fi apărut mult mai strălucitoare în lumina cu raze X .
Aceasta a lăsat o singură opțiune: un așa-numit „eveniment de întrerupere a mareei” sau carnavalul și spaghetificarea care are loc atunci când o stea rătăcește prea aproape de orizontul unei găuri negre. J. Craig Wheeler, șeful grupului de supernove de la Universitatea Texas din Austin și membru al echipei care l-a descoperit pe Dougie, a explicat că la distanțe scurte, gravitația unei găuri negre exercită o atracție mult mai puternică pe partea stelei cea mai apropiată de decât în partea opusă a stelei. El a explicat: „Aceste valuri mai ales mari pot fi suficient de puternice încât să tragi steaua într-o tăiță”.
Echipa și-a perfecționat modelele evenimentului și a ajuns la o concluzie surprinzătoare: după ce a atras materialul stelar al lui Dougie puțin mai rapid decât s-ar putea descurca, gaura neagră era acum „sufocată” în ultima sa masă. Acest lucru se datorează unui principiu astrofizic numit Limita Eddington, care afirmă că o gaură neagră de o anumită dimensiune nu poate face față decât atât de mult material infractor. După atingerea acestei limite, orice aport suplimentar de materie exercită o presiune exterioară mai mare decât poate compensa gravitația găurii negre. Această creștere a presiunii are un fel de efect de recul, aruncând materialul de pe discul de acumulare a găurii negre, împreună cu căldura și lumina. O astfel de explozie de energie reprezintă cel puțin o parte din strălucirea lui Dougie, dar indică, de asemenea, că steaua originală care moare - o stea, nu spre deosebire de propriul nostru Soare - nu se va lăsa fără luptă.
Combinând aceste observații cu matematica Limitului Eddington, cercetătorii au estimat dimensiunea găurii negre la aproximativ 1 milion de mase solare - o gaură neagră destul de mică, în centrul unei galaxii destul de mici, aflată la trei miliarde de ani lumină. Descoperiri ca acestea nu numai că le permite astronomilor să înțeleagă mai bine fizica găurilor negre, ci și proprietățile galaxiilor lor de acasă, de cele mai multe ori neasimilate. La urma urmei, răspunse Wheeler: „Cine știa că acest tip mic are o gaură neagră?”
Pentru a obține o imagine simulată a lui Dougie, consultați animația uimitoare de mai jos, după amabilitatea membrilor echipei, James Guillochon:
Cercetarea este publicată în numărul de luni din The Astrophysical Journal. O preimprimare a hârtiei este disponibilă aici.
