Далечна галактика пламти със странна редовност и учените разбраха защо

Анимация на ASASSN-14ko. ) (НАСА GSFC/Крис Смит (USRA/GESTAR)

Приблизително на всеки 114 дни, почти като по часовник, една галактика на 570 милиона светлинни години светва като фойерверк. Най-малко от 2014 г. нашите обсерватории регистрират това странно поведение; сега астрономите събраха парчетата заедно, за да разберат защо.

В центъра на спиралната галактика, наречена ESO 253-G003, има свръхмасивна Черна дупка се движи в орбита от звезда, която на всеки 114 дни се завърта достатъчно близо, за да може част от нейния материал да се изпие, причинявайки блестящо изригване на светлина в различни дължини на вълната. След това се отдалечава, оцелявайки, за да бъде изпито отново при следващото си близко приближаване.

Поради редовността на изригванията астрономите са нарекли галактиката „Старият верен“, като гейзерът в националния парк Йелоустоун .

„Това са най-предвидимите и често повтарящи се изригвания с много вълни, които сме виждали от ядрото на галактика, и те ни дават уникална възможност да изучим този извънгалактичен Old Faithful в детайли,“ каза първият автор на изследването, астрономът Анна Пейн от Хавайския университет в Маноа.

„Смятаме, че свръхмасивна черна дупка в центъра на галактиката създава изблиците, докато частично поглъща орбитираща гигантска звезда.“

Изригванията бяха открити за първи път през ноември 2014 г., взети от All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). По това време астрономите смятаха, че блясъкът е свръхнова, появяваща се в ESO 253-G003.

Но през 2020 г., когато Пейн преглеждаше данните от ASAS-SN за ESO 253-G003, тя откри друго изригване от същото място. И друг. И друг.

Общо тя идентифицира 17 изригвания, разположени на приблизително 114 дни. След това тя и нейният екип прогнозираха, че галактиката ще пламне отново на 17 май, 7 септември и 26 декември 2020 г. - и бяха прави.

Те нарекоха повторното пламване ASASSN-14ko и тези точни прогнози означаваха, че са успели да направят нови, по-подробни наблюдения на майското изригване с мощния телескоп TESS на НАСА. Предишни наблюдения от други инструменти също предоставиха данни в диапазон от дължини на вълните.

„TESS предостави много подробна картина на това конкретно изригване, но поради начина, по който мисията изобразява небето, тя не може да ги наблюдава всички“, каза астрономът Патрик Вали от държавния университет в Охайо. „ASAS-SN събира по-малко подробности за отделните изблици, но предоставя по-дълга базова линия, което беше от решаващо значение в този случай. Двете проучвания се допълват.“

Но свръхнова пламва само веднъж, след което избледнява, тъй като такова събитие унищожава първоначалната звезда; така че каквото и да е причинявало светлинните изригвания в оптични, ултравиолетови и рентгенови лъчи, трябва да е нещо друго.

Свръхмасивна черна дупка, излъчваща редовни изригвания, докато похапва орбитираща звезда, не е нечувано - една беше идентифицирана миналата година,по деветчасов график за изгаряне- но случаят не беше толкова прост с ESO 253-G003.

Това е така, защото ESO 253-G003 всъщност е две галактики в последните етапи на сливане, което означава, че трябва да има две свръхмасивни черни дупки в центъра му.

Последните изследвания показват, че две взаимодействащи свръхмасивни черни дупкиможе да причини многократно изгаряне, но се смята, че обектите в центъра на ESO 253-G003 са твърде далеч един от друг, за да си взаимодействат по този начин.

Друга повдигната възможност беше звезда да се разбие през акреционен диск от материал, който се върти наоколо и се захранва в една от черните дупки. Това също трябваше да се изключи. Тъй като звездата се разби в диска на различни места и под различни ъгли, формите на нейните изригвания трябваше да са различни - но наблюденията показаха, че изригванията от ESO 253-G003 са твърде близки.

Третата възможност беше повтарящо се частично приливно разрушаване, при което по-голям масивен обект многократно отнема материал от по-малък орбитален.

Ако една звезда беше на ексцентрична 114-дневна орбита около черната дупка, нейният близък подход или периастрон можеше да я види да се отклонява достатъчно близо, за да бъде освободен материал, преди да се отдалечи отново.

Когато този материал се сблъска с акреционния диск, той предизвиква изригване. И това е, което изглежда се случва.

Имайки предвид този сценарий, екипът анализира наблюденията. Те анализираха светлинната крива на всяко изригване и също ги сравниха с други известни събития на приливни смущения в черни дупки. И те установиха, че звездата вероятно обикаля около свръхмасивна черна дупка с тактова честота от 78 милиона слънчеви маси.

При всеки най-близък подход звездата, която губи около 0,3 процента от масата на Слънцето - около три Юпитера - към черната дупка би било достатъчно, за да предизвика наблюдаваните изригвания, като същевременно позволи на звездата да продължи да живее.

„Ако гигантска звезда с подпухнала обвивка се движи близо, но не твърде близо, на много удължена орбита, тогава черната дупка може да открадне част от външния материал, без да разкъса цялата звезда.“ каза астрономът Бенджамин Шапи от Института по астрономия на Хавайския университет. „В такъв случай гигантската звезда просто ще се връща отново и отново, докато звездата не се изтощи.“

Не е ясно колко дълго звездата и черната дупка поддържат този танц, което затруднява изчисляването колко време е напуснало звездата. Но екипът е предвидил кога трябва да се появят следващите две изригвания - през април и август тази година - и има планове да направи още повече наблюдения.

Това представлява изключително рядка възможност за разбиране на натрупването на маса на свръхмасивна черна дупка.

„Като цяло, ние наистина искаме да разберем свойствата на тези черни дупки и как растат“, каза астрономът Крис Станек от държавния университет в Охайо. „Способността да предвидим точно времето на следващия епизод ни позволява да вземем данни, които иначе не бихме могли да вземем, и ние вече вземаме такива данни.“

Изследването е представено на 237-ма среща на Американското астрономическо дружество . То също ще бъде представено на Астрофизичният вестник , и се предлага на arXiv .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.