eso1644is — Fréttatilkynning

Svarthol sem snýst hratt og sundrar stjörnu skýrir ofurbjartan atburð

Sjónaukar ESO hjálpa til við að túlka skæra sprengingu

12. desember 2016

Sérstaklega skært ljós sem barst frá fjarlægri vetrarbraut, kallað ASASSIN-15lh, var um hríð álitin skærasta sprengistjarna sem menn höfðu orðið vitni að í alheiminum. Nýjar mælingar frá nokkrum stjörnustöðvum, þar á meðal sjónaukum ESO, hafa nú kallað fram efasemdir um þá túlkun. Hópur stjörnufræðinga hefur komist að því að líklega var um að ræða enn öflugri og sjaldgæfari atburð — svarthol sem snýst hratt að tæta í sundur stjörnu sem hætti sér of nærri.

Árið 2015 mældi All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) atburð sem kallaður var ASASSN-15lh. Talið var að um skærustu sprengistjörnu sem menn höfðu orðið vitni að hafi verið að ræða og var hún flokkuð sem ofurbjört sprengistjarna. Atburðurinn var tvöfalt skærari en fyrri methafi en þegar hann náði hámarki var birta hans tuttugu sinnum meiri en sem nemur útgeislun allra stjarna í Vetrarbrautinni okkar.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga undir forystu Giorgos Leloudas við Welzmann vísindastofnunina í Ísrael og Dark Cosmology Center í Danmörku gerði frekari mælingar á vetrarbrautinni fjarlægu, þar sem sprengistjarnan átti sér stað, en hún er í um 4 milljarða ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Mælingarnar kölluðu á nýja skýringu á þessum einstaka atburði.

„Við rannsökuðu uppsprettuna í 10 mánuði í kjölfar atburðarins og teljum mjög ólíklegt að um óvenju bjarta sprengistjörnu hafi verið að ræða. Niðurstöður okkar benda til þess að skæra ljósið hafi líklega verið af völdum risasvartholi sem snýst hratt og tortímdi massalítilli stjörnu,“ segir Leloudas.

Þegar stjarna sem svipaði til sólarinnar hætti sér of nærri risasvartholinu í miðju vetrarbrautarinnar, tætti gríðarsterkur þyngdarkraftur þess stjörnuna í sundur. Atburður af þessu tagi kallast flóðsundrun og hefur aðeins tugur slíkra atburða sést. Í leiðinni strekktist á stjörnunni sem varð eins og spaghettí í laginu. Þegar leifarnar rákust saman urðu til höggbylgjur og hiti sem leiddi til geysiskærs ljósblossa. Fyrir vikið leit atburðurinn út eins og mjög björt sprengistjarna, jafnvel þótt stjarna sem tortímis hafi ekki orðið sprengistjarna vegna þess að hún var ekki nægilega efnismikil.

Stjörnufræðingarnir byggja niðurstöður sínar á mælingum sem gerðar voru með fjölda sjónauka á jörðu niðri og í geimnum. Þeirra á meðal Very Large Telescope ESO í Paranal stjörnustöðinni, New Technology Telescope í La Silla stjörnustöðinni og Hubble geimsjónauka NASA og ESA [1]. Mælingar með NTT voru hluti af Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects (PESSTO).

„Nokkrar sjálfstæðar hliðar eru á mælingunum sem benda til þess að um hafi verið að ræða flóðsundrun en ekki ofurbjarta sprengistjörnu,“ segir Morgan Fraser, meðhöfundur greinarinnar um rannsóknina, þá við Cambridge háskóla í Bretlandi (nú í University College Dublin á Írlandi).

Mælingarnar sýna að atburðurinn átti sér stað á þremur mismunandi stigum yfir þá tíu mánuði sem mælingarnar stóðu yfir. Gögnin líkjast miklu fremur því sem búast má við ef um flóðsundrun var að ræða en ofurbjarta sprengistjörnu. Birtuaukning í útfjólubláu ljósi sem og hitastigsaukning passar heldur ekki við sprengistjörnuskýringuna. Auk þess átti atburðurinn sér stað í rauðleitri, efnismikilli og rólegri vetrarbraut sem er ekki dæmigerð fyrir ofurbjartar sprengistjörnur sem venjulega eiga sér stað í litlum, bláleitum hrinuvetrarbrautum.

Þótt stjörnufræðingarnir telji að sprengistjarna sé ólíkleg skýring, viðurkenna þeir að hefðbundin flóðsundrun ein og sér dugi heldur ekki til að útskýra mælingarnar. „Til að hægt sé að útskýra ASASSN-15lh með flóðsundrun, verður atburðurinn að hafa átt sér stað í námunda við tiltekna tegund svarthols,“ segir Nicholas Stone við Columbia háskóla í Bandaríkjunum.

Massi hýsivetrarbrautarinnar bendir til þess að risasvartholið í miðjunni sé að minnsta kosti 100 milljón sinnum efnismeira en sólin. Svo massamikið svarthol ætti alla jafna ekki að geta sundrað stjörnum sem eru fyrir utan sjóndeildina — þau mörk þar sem ekkert sleppur burt frá svartholinu. Ef svartholið er hins vegar af sérsakri tegund sem snýst hratt — svokallað Kerr svarthol — gildir sú regla ekki og aðstæður eru allt aðrar.

„Þrátt fyrir allt það sem mælingarnar segja okkur getum við ekki sagt með fullri vissu að ASASSN-15lh atburðurinn hafi verið flóðsundrun,“ segir Leloudas. „En það er lang líklegasta skýringin.“

Skýringar

[1] Fyrir utan gögn frá Very Large Telescope ESO, New Technology Telescope og Hubble geimsjónauka NASA og ESA notuðu stjörnufræðingarnir líka mælingar frá NASA’s Swift telescope, Las Cumbres Observatory Global Telescope (LCOGT), Australia Telescope Compact Array, ESA XMM-Newton, Wide-Field Spectrograph (WiFeS) og Magellan Telescope.

Frekari upplýsingar

Í rannsóknarteyminu eru G. Leloudas (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel; Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), M. Fraser (University of Cambridge, Cambridge, UK), N. C. Stone (Columbia University, New York, USA), S. van Velzen (The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), P. G. Jonker (Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, the Netherlands; Radboud University Nijmegen, Nijmegen, the Netherlands), I. Arcavi (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California, Santa Barbara, USA), C. Fremling (Stockholm University, Stockholm, Sweden), J. R. Maund (University of Sheffield, Sheffield, UK), S. J. Smartt (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), T. Krühler (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Germany), J. C. A. Miller-Jones (ICRAR - Curtin University, Perth, Australia), P. M. Vreeswijk (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), A. Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), P. A. Mazzali (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK; Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching b. München, Germany), A. De Cia (European Southern Observatory, Garching b. München, Germany), D. A. Howell (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), C. Inserra (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), F. Patat (European Southern Observatory, Garching b. München, Germany), A. de Ugarte Postigo (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spain; Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), O. Yaron (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), C. Ashall (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), I. Bar (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), H. Campbell (University of Cambridge, Cambridge, UK; University of Surrey, Guildford, UK), T.-W. Chen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Germany), M. Childress (University of Southampton, Southampton, UK), N. Elias-Rosa (Osservatoria Astronomico di Padova, Padova, Italy), J. Harmanen (University of Turku, Piikkiö, Finland), G. Hosseinzadeh (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), J. Johansson (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), T. Kangas (University of Turku, Piikkiö, Finland), E. Kankare (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), S. Kim (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), H. Kuncarayakti (Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile; Universidad de Chile, Santiago, Chile), J. Lyman (University of Warwick, Coventry, UK), M. R. Magee (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), K. Maguire (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), D. Malesani (University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark; DTU Space, Denmark), S. Mattila (University of Turku, Piikkiö, Finland; Finnish Centre for Astronomy with ESO (FINCA), University of Turku, Piikkiö, Finland; University of Cambridge, Cambridge, UK), C. V. McCully (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), M. Nicholl (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), S. Prentice (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), C. Romero-Cañizales (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), S. Schulze (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), K. W. Smith (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), J. Sollerman (Stockholm University, Stockholm, Sweden), M. Sullivan (University of Southampton, Southampton, UK), B. E. Tucker (Australian National University, Canberra, Australia; ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO), Australia), S. Valenti (University of California, Davis, USA), J. C. Wheeler (University of Texas at Austin, Austin, USA), and D. R. Young (Queen’s University Belfast, Belfast, UK).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Giorgos Leloudas
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Sími: +972 89346511
Tölvupóstur: giorgos@dark-cosmology.dk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1644.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1644is
Nafn:Black hole
Tegund:Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:New Technology Telescope, Very Large Telescope
Science data:2016NatAs...1E...2L

Myndir

Close-up of star near a supermassive black hole (artist’s impression)
Close-up of star near a supermassive black hole (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
Supermassive black hole with torn-apart star (artist’s impression)
Supermassive black hole with torn-apart star (artist’s impression)
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Spinning supermassive black hole rips star apart (artist’s impression)
Spinning supermassive black hole rips star apart (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
Supermassive black hole rips star apart (simulation)
Supermassive black hole rips star apart (simulation)
texti aðeins á ensku

Sjá einnig