Foto: NASA/ S. Gezari (JHU)/ J. Guillochon (UCSC)

Úvod do problematiky

Astronomové objevili hvězdy, které opakovaně míjejí supermasivní černé díry, přežívají každý střet a přitom produkují nový záblesk světla. V některých systémech tyto záblesky záhadně slábnou s každým návratem. Výzkumníci nyní věří, že klíčem mohou být hvězdy, které se již před zachycením rychle otáčely. Tato rychlá rotace by mohla vysvětlit jak slábnoucí záblesky, tak i to, jak se hvězdy dostaly do tak mimořádně těsných oběžných drah kolem černých děr.

Autor původního článku: redakce

Jak černé díry trhají hvězdy

Většina galaxií je považována za hostitele supermasivní černé díry ve svém středu. Tyto obrovské objekty mohou vážit miliony nebo dokonce miliardy krát více než Slunce, což vytváří jedny z nejsilnějších gravitačních prostředí známých ve vesmíru. Když hvězda projde nebezpečně blízko jedné z těchto černých děr, zničení není vždy okamžité. Některé hvězdy přežijí střet a vracejí se pro další blízké průchody, přičemž pokaždé generují nový záblesk světla. Tyto události, známé jako opakované částečné přílivové narušení (rpTDEs), umožňují astronomům pozorovat stejnou hvězdu, jak interaguje se stejnou černou dírou několikrát.

Proč některé záblesky černých děr slábnou

Širokoúhlé časové průzkumy umožňují astronomům pozorovat stejnou hvězdu, jak interaguje se stejnou černou dírou několikrát. Přesto některé z těchto systémů představily astronomům záhadu. Místo toho, aby produkovaly podobné záblesky při každém návratu, stávají se postupně slabšími. Teoretické modely se roky snažily reprodukovat toto chování. Nový výzkum od astrofyziků na Syracuse University naznačuje, že dříve podceňovaná vlastnost hvězdy by mohla poskytnout odpověď: jak rychle se otáčela před svým prvním blízkým setkáním s černou dírou.

Výzkum a simulace

Studii vedla doktorandka Ananya Bandopadhyay ve spolupráci s postdoktorandem Benjaminem Amendem a docentem Ericem Coughlinem, všichni z Katedry fyziky, spolu s kolegy z dalších institucí. V standardní události přílivového narušení (TDE) je hvězda zcela roztrhána gravitačním tahem černé díry. Výsledné hvězdné trosky začínají padat směrem k černé díře. Jak tento materiál ztrácí energii, uvolňuje světlo po dobu od několika dnů do měsíců. Černé díry samy o sobě nevydávají světlo, ale TDE dočasně dodává materiál, který může osvětlit oblast kolem jedné.

Podobné výzkumy v oblasti vesmíru jsme popsali také v článku o Webbových tajemných malých červených tečkách.

Mechanismus Hills a jeho význam

Nález vyvolává další otázku: Proč by se hvězda přibližující se k supermasivní černé díře již tak rychle otáčela? „Je také extrémně obtížné ‚přivázat‘ hvězdu k supermasivní černé díře tak těsně, že obíhá černou díru během několika měsíců, a přesto se zdá, že to dělají v rpTDEs,“ říká Coughlin. Proces známý jako Hillsův mechanismus může poskytnout vysvětlení jak pro rychlou rotaci, tak pro neobvykle těsnou oběžnou dráhu hvězdy.

Možné spojení s Mléčnou dráhou

Implikace mohou přesahovat vzdálené systémy opakujících se záblesků. Coughlin poznamenává, že Hillsův mechanismus může být také zodpovědný za některé z hvězd, které nyní obíhají Sagittarius A*, supermasivní černou díru ve středu Mléčné dráhy. Pokud ano, stejný mechanismus, který může vysvětlit slábnoucí rpTDE záblesky, by mohl také pomoci astronomům pochopit některé z neobvyklých hvězdných populací obklopujících černou díru v tom, co Coughlin nazývá „naším vlastním kosmologickým dvorkem.“