eso2018is — Fréttatilkynning

Dauði af völdum spagettíáhrifa: Sjónaukar ESO fylgjast með síðustu augnablikum stjörnu sem étin er af svartholi

12. október 2020

Stjörnufræðingar sem notuðu sjónauka frá European Southern Observatory (ESO) og fleiri samtökum og stofnunum um víða veröld, náðu að fanga sjaldséðan ljósblossa frá stjörnu sem risasvarthol tætti í sundur. Kalla mætti atburðinn flóðkraftasundrun á íslensku en þetta er sá nálægasti af þessu tagi sem sést hefur hingað til eða í rétt ríflega 215 milljón ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Blossinn hefur þess vegna verið rannsakaður gaumgæfilega. Greint er frá niðurstöðunum í dag í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Hugmyndin um svarthol soga og sundurtæta nálæga stjörnu hljómar eins og eitthvað úr vísindaskáldsögu. En það er nákvæmlega það sem gerist við flóðkraftasundrun,“ sagði Matt Nicholl, hjá konunglega breska stjarnvísindafélaginu og vísindamaður við Birminghamhaskóla í Bretlandi en hann hafði umsjón með rannsókinni. Flóðkraftasundrun á sér stað þegar stjarna verður fyrir spagettíáhrifum þegar hún sogast inn í svarthol. Slíkir atburðir eru sjaldgæfir og þess vegna erfitt að rannsaka. Stjörnufræðingarnir beindu Very Large Telescope (VLT) ESO og New Technology Telescope (NTT) að ljósblossa sem varð á síðasta ári nálægt risasvartholi til að rannsaka gaumgæfilega hvað gerist þegar svarthol gleypir stjörnu.

Stjörnufræðingar vita fyrir hvað ætti að gerast, fræðilega séð. „Þegar ólheppin stjarna hættir sér of nærri risasvartholi í miðju vetrarbrautar,rífur öflugur þyngdarkraftur svartholsins stjörnuna í sundur í þunna efnisþræði,“ sagði Thomas Wevers, vísindamaður hjá ESO í Santiago í Chile, sem var hjá Stjarnvísindastofnun Cambridgeháskóla í Bretlandi þegar hann vann að rannsókninni. Þegar sumir þessara þunnu efnisþráða falla í svartholið við spaghettíferlið, verður til bjartur orkublossi sem stjörnufræðingar geta numið.

Þótt blossinn sé öflugur og bjartur hafa stjörnufræðingar hingað til átt erfitt með að rannsaka þá því þeir eru gjarnan faldir á bak við hulu úr ryki og gasi. Nú hafa stjörnufræðingar þó loks náð að varpa ljósi á uppruna þessarar hulu.

„Við komumst að því að þegar svarthol gleypir stjörnu getur það hrundið af stað öflugri efnissprengingu út á við sem byrgir okkur sýn,“ sagði Samantha Cates við Birminghamháskóla. Þetta gerist vegna þess að orkan sem losnar þegar svartholið étur efni stjörnunnar þrýstir leifum stjörnunnar út á við.

Unnt var að gera þessa uppgötvun vegna þess að flóðkraftasundrunarinnar, AT2019qiz, varð vart skömmu eftir að hún átti sér stað. „Við sáum atburðinn snemma og komum auga á hulu úr ryki og öðrum leifum vaxa þegar svartholið ýtti af stað öflugu útstreymi efnis á allt að 10.000 km hraða á sekúndu,“ sagði Kate Alexander, NASA Einstein styrkþegi hjá Northwesternháskóla í Bandaríkjunum. „Með því að svipta hulunni á svona einstakan hátt fengum við fyrsta tækifærið til að rekja uppruna efnisins sem byrgði okkur sýn og fylgjast með í rauntíma hvernig það sveipaði svartholið.“

Mælingar stjörnufræðinga á atburðinum AT2019qiz, í þyrilvetrarbraut í stjörnumerkinu Fljótinu stóðu yfir í sex mánuði og gátu þau því fylgst með blossanum auka birtu sína og dofnaði aftur. „Nokkrir sjónaukar sáu útgeislunina frá atburðinum mjög fljótlega eftir að stjarnan sundraðist,“ sagði Wevers. „Við beindum um leið flota sjónauka á Jörðinni og í geinnum að honum til að sjá hvernig ljósið varð til.“

Fjöldi mælinga voru gerðar á atburðinum næstu mánuði á eftir með öflugum tækjum á borð við X-shooter og EFOSC2 á VLT og NTT sjónaukum ESO í Chile. Þessar hröðu og umfangsmiklu mælingar sem gerðar voru í útfjólubláu og sýnilegu ljósi og röntgen- og útvarpsgeislun sýndu í fyrsta sinn, bein tengsl á milli efnis sem streymdi frá stjörnunni og bjarta blossans sem hún gaf frá sér þegar svartholið gleypti hana. „Mælingarnar sýndu að stjarnan hafði nokkurn veginn svipað efnismagn og sólin okkar en hafði tapað um helmingi hans til svartholsins, sem er mörgum milljón sinnum massameira,“ sagði Nicholl, sem var líka gestavísindamaður hjá Edinborgarháskóla.

Rannsóknin hjálpar okkur að skilja betur risasvarthol og hvernig efni hegðar sér í sterku þyngdarsviði í kringum þau. Að sögn stjörnufræðinganna gæti AT2019qiz jafnvel verið eins konar „Rosettasteinn“ fyrir túlkun á mælingum í framtíðinni á flóðsundrunaratburðum. Extremely Large Telescope (ELT) ESO er ætlað að hefja rannsóknir á þessum áratug og mun gera vísindamönnum kleift að nema sífelt daufari og hraðari flóðsundrunaratburði, til að leysa frekari ráðgátur í eðlisfræði svarthola.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greinnni „An outflow powers the optical rise of the nearby, fast-evolving tidal disruption event AT2019qiz“ sem birtist í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (doi: 10.1093/mnras/staa2824).<(p>

Í teyminu eru M. Nicholl (Birmingham Institute for Gravitational Wave Astronomy and School of Physics and Astronomy, University of Birmingham, UK [Birmingham] and Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK [IfA]), T. Wevers (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), S. R. Oates (Birmingham), K. D. Alexander (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics and Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, USA [Northwestern]), G. Leloudas (DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark, Denmark [DTU]), F. Onori (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (INAF), Roma, Italy), A. Jerkstrand (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany and Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden [Stockholm]), S. Gomez (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA]), S. Campana (INAF–Osservatorio Astronomico di Brera, Italy), I. Arcavi (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel and CIFAR Azrieli Global Scholars program, CIFAR, Toronto, Canada), P. Charalampopoulos (DTU), M. Gromadzki (Astronomical Observatory, University of Warsaw, Poland [Warsaw]), N. Ihanec (Warsaw), P. G. Jonker (Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University, the Netherlands [Radboud] and SRON, Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands [SRON]), A. Lawrence (IfA), I. Mandel (Monash Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, Monash University, Australia and The ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery – OzGrav, Australia and Birmingham), S. Schulze (Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Israel [Weizmann]) P. Short (IfA), J. Burke (Las Cumbres Observatory, Goleta, USA [LCO] and Department of Physics, University of California, Santa Barbara, USA [UCSB]), C. McCully (LCO and UCSB) D. Hiramatsu (LCO and UCSB), D. A. Howell (LCO and UCSB), C. Pellegrino (LCO and UCSB), H. Abbot (The Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Australia [ANU]), J. P. Anderson (European Southern Observatory, Santiago, Chile), E. Berger (CfA), P. K. Blanchard (Northwestern), G. Cannizzaro (Radboud and SRON), T.-W. Chen (Stockholm), M. Dennefeld (Institute of Astrophysics Paris (IAP), and Sorbonne University, Paris), L. Galbany (Departamento de Física Teórica y del Cosmos, Universidad de Granada, Spain), S. González-Gaitán (CENTRA-Centro de Astrofísica e Gravitação and Departamento de Física, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Portugal), G. Hosseinzadeh (CfA), C. Inserra (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK), I. Irani (Weizmann), P. Kuin (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), T. Muller-Bravo (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, UK), J. Pineda (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andrés Bello, Santiago, Chile), N. P. Ross (IfA), R. Roy (The Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Ganeshkhind, India), S. J. Smartt (Astrophysics Research Centre, School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, UK [QUB]), K. W. Smith (QUB), B. Tucker (ANU), Ł. Wyrzykowski (Warsaw), D. R. Young (QUB).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, 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, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

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

Matt Nicholl
School of Physics and Astronomy and Institute of Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham
Birmingham, UK
Tölvupóstur: m.nicholl.1@bham.ac.uk

Thomas Wevers
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tölvupóstur: Thomas.Wevers@eso.org

Samantha Oates
Institute of Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham
Birmingham, UK
Tölvupóstur: sroates@star.sr.bham.ac.uk

Kate Alexander
Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics and Department of Physics and Astronomy, Northwestern University
Evanston, USA
Tölvupóstur: kate.alexander@northwestern.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2018.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2018is
Nafn:AT2019qiz
Tegund:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:New Technology Telescope, Very Large Telescope
Instruments:EFOSC2, X-shooter
Science data:2020MNRAS.499..482N

Myndir

Artist’s impression of star being tidally disrupted by a supermassive black hole
Artist’s impression of star being tidally disrupted by a supermassive black hole
texti aðeins á ensku
Location of AT2019qiz in the constellation of Eridanus
Location of AT2019qiz in the constellation of Eridanus
texti aðeins á ensku
The sky around AT2019qiz
The sky around AT2019qiz
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 231 Light: Death by Spaghettification
ESOcast 231 Light: Death by Spaghettification
texti aðeins á ensku
Death by spaghettification: artistic animation of star being tidally disrupted by a black hole
Death by spaghettification: artistic animation of star being tidally disrupted by a black hole
texti aðeins á ensku
Zooming in on AT2019qiz
Zooming in on AT2019qiz
texti aðeins á ensku

Sjá einnig