Ένα τηλεσκόπιο κοιτάζει στο σκοτάδι του βαθιού χώρου. Ξαφνικά - εμφανίζεται μια λαμπρή λάμψη φωτός που δεν υπήρχε πριν. Τι θα μπορούσε να είναι? Σουπερνόβα; Δύο μαζικά πυκνά αστέρια συγχωνεύονται; Ίσως έκρηξη ακτίνας γάμμα;
Πριν από πέντε χρόνια, ερευνητές που χρησιμοποιούν το τηλεσκόπιο ROTSE IIIb στο Παρατηρητήριο McDonald παρατήρησαν ένα τέτοιο γεγονός. Αλλά μακριά από το να είστε η αστρική έκρηξη ή η συγχώνευση με αστέρια νετρονίων, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτή η μικροσκοπική φλόγα ήταν, στην πραγματικότητα, μια απόδειξη μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στο κέντρο ενός μακρινού γαλαξία, που έσπασε ένα αστέρι σε τεμαχισμούς. .
Οι αστρονόμοι στο McDonald χρησιμοποιούσαν το τηλεσκόπιο για να σαρώσουν τους ουρανούς για τέτοιου είδους αναδυόμενες αναλαμπές για χρόνια, ως μέρος του ROTSE Supernova Verification Project (SNVP). Και στο πρώτο ρουζ, το συμβάν που εμφανίστηκε στις αρχές του 2009, το οποίο οι έρευνες με το παρατσούκλι "Dougie", έμοιαζαν με πολλές από τις άλλες σουπερνόβες που είχαν ανακαλύψει κατά τη διάρκεια του έργου. Με μια απόλυτη φωτεινότητα 22,5 μεγεθών, το συμβάν ταιριάζει ακριβώς στην κατηγορία των υπερφωτιζόμενων σουπερνόβα με τα οποία οι ερευνητές ήταν ήδη εξοικειωμένοι.
Όμως όσο περνούσε ο καιρός και περισσότερα δεδομένα σχετικά με τον Ντάγκι άρχισαν, οι αστρονόμοι άρχισαν να αλλάζουν γνώμη. Παρατηρήσεις ακτίνων Χ που έγιναν από τα δορυφορικά και οπτικά φάσματα Swift που ελήφθησαν από το τηλεσκόπιο McDonald's Hobby-Eberly Telescope αποκάλυψαν μια εξελισσόμενη καμπύλη φωτός και χημικό μακιγιάζ που δεν ταιριάζουν με προσομοιώσεις υπολογιστών υπερφωτεινών υπερκαινοφανών. Ομοίως, ο Dougie δεν φάνηκε να είναι συγχώνευση με αστέρια νετρονίων, η οποία θα είχε φτάσει στο μέγιστο της φωτεινότητας πολύ πιο γρήγορα από ό, τι παρατηρήθηκε, ή μια έκρηξη ακτίνων γάμμα, η οποία, ακόμη και υπό γωνία, θα εμφανιζόταν πολύ πιο φωτεινή στο φως ακτίνων Χ .
Αυτό άφησε μόνο μία επιλογή: ένα λεγόμενο «παλιρροιακό συμβάν διαταραχής» ή το μακελειό και το σπαγγίτικο που συμβαίνει όταν ένα αστέρι περιπλανιέται πολύ κοντά στον ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας. Ο J. Craig Wheeler, επικεφαλής της ομάδας σουπερνόβα στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν και μέλος της ομάδας που ανακάλυψε τον Dougie, εξήγησε ότι σε μικρές αποστάσεις, η βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας ασκεί μια πολύ ισχυρότερη έλξη στο πλάι του αστεριού που βρίσκεται πλησιέστερα από ό, τι στην αντίθετη πλευρά του αστεριού. Εξήγησε, «Αυτές οι ιδιαίτερα μεγάλες παλίρροιες μπορεί να είναι αρκετά δυνατές ώστε να τραβάτε το αστέρι σε ένα μανέστρα».
Η ομάδα τελειοποίησε τα μοντέλα της εκδήλωσης και κατέληξε σε ένα εκπληκτικό συμπέρασμα: έχοντας τραβήξει στο αστρικό υλικό του Dougie λίγο πιο γρήγορα από ό, τι μπορούσε να χειριστεί, η μαύρη τρύπα «πνιγεί» τώρα στο τελευταίο της γεύμα. Αυτό οφείλεται σε μια αστροφυσική αρχή που ονομάζεται Eddington Limit, η οποία δηλώνει ότι μια μαύρη τρύπα ενός δεδομένου μεγέθους μπορεί να χειριστεί μόνο τόσο πολύ υλικό. Αφού επιτευχθεί αυτό το όριο, οποιαδήποτε επιπλέον πρόσληψη ύλης ασκεί μεγαλύτερη πίεση από την βαρύτητα της μαύρης τρύπας που μπορεί να αντισταθμίσει. Αυτή η αύξηση της πίεσης έχει ένα είδος φαινομένου ανάκαμψης, ρίχνοντας υλικό από το δίσκο αύξησης της μαύρης τρύπας μαζί με τη θερμότητα και το φως. Μια τέτοια έκρηξη ενέργειας αντιπροσωπεύει τουλάχιστον ένα μέρος της φωτεινότητας του Ντάγκυ, αλλά επίσης δείχνει ότι το αρχικό αστέρι που πεθαίνει - ένα αστέρι που δεν μοιάζει με τον δικό μας Ήλιο - δεν έπεφτε χωρίς μάχη.
Συνδυάζοντας αυτές τις παρατηρήσεις με τα μαθηματικά του Eddington Limit, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι το μέγεθος της μαύρης τρύπας είναι περίπου 1 εκατομμύριο ηλιακές μάζες - μια μάλλον μικρή μαύρη τρύπα, στο κέντρο ενός μάλλον μικρού γαλαξία, τρία δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Ανακαλύψεις σαν αυτές όχι μόνο επιτρέπουν στους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα τη φυσική των μαύρων τρυπών, αλλά και τις ιδιότητες των συχνά ασήμαντων γαλαξιών τους. Σε τελική ανάλυση, ο Μπόλερ Wheeler, «Ποιος ήξερε ότι αυτός ο μικρός άντρας είχε μια μαύρη τρύπα;»
Για να πάρετε μια προσομοίωση του Dougie για τον εαυτό σας, ρίξτε μια ματιά στο εκπληκτικό animation παρακάτω, με ευγένεια του μέλους της ομάδας James Guillochon:
Η έρευνα δημοσιεύεται στο τεύχος του περιοδικού The Astrophysical Journal. Μια προ-εκτύπωση του χαρτιού είναι διαθέσιμη εδώ.
