Astronomowie po raz pierwszy zobaczyli spaghetti. Czarna dziura złapana podczas uczty
Spaghetti w kosmosie? Ależ jak najbardziej. Bardzo często w materiałach popularnonaukowych opisujących oddziaływanie czarnych dziur na otoczenie mówi się o tak zwanej spagetyfikacji, jakiej mógłby ulec astronauta zbliżający się do takiego obiektu. Teraz jednak astronomowie zobaczyli taki proces.
W opisywanym zdarzeniu nie ucierpiał żaden astronauta
Niejednokrotnie astronomowie badający czarne dziury obserwują krótkie błyski promieniowania elektromagnetycznego, których źródło znajduje się tuż przy samej czarnej dziurze. Najczęściej owe błyski związane są z wpadaniem materii za horyzont zdarzeń. W większości przypadków za horyzont zdarzeń wpada materia z wewnętrznej części otaczającego ją dysku akrecyjnego, rzadziej są to fragmenty dopiero co rozerwanej gwiazdy, aczkolwiek takie zdarzenia też już obserwowano.
Gdy przypadkowa gwiazda w centrum galaktyki za bardzo zbliży się do czarnej dziury, może zostać przez nią rozerwana. W pewnej odległości od czarnej dziury gradient przyciągania grawitacyjnego jest tak duży, że grawitacja czarnej dziury znacznie silniej oddziałuje na tę część gwiazdy, która zwrócona jest do czarnej dziury, niż na pozostałą. W efekcie taka gwiazda jest rozciągana, czyli ulega zjawisku rozerwania pływowego znanego także pod chwytliwą nazwą spagetyfikacji.
Taka rozciągnięta gwiazda układa się w strumień materii, który po spirali opada na czarną dziurę. Gdy w nią w końcu wpada, obserwujemy rozbłyski promieniowania elektromagnetycznego.
Jak dotąd astronomowie obserwowali właśnie takie rozbłyski. Teraz jednak podczas obserwacji czarnej dziury o masie 5 mln mas Słońca w galaktyce AT 2019dsg, astronomowie dostrzegli właśnie takie spaghetti, rozerwaną, rozciągniętą gwiazdę, która teraz już jako strumień szczątków gwiazdy, oplata wielokrotnie czarną dziurę, aczkolwiek jeszcze do niej nie wpada.
Obserwując czarną dziurę, astronomowie dostrzegli w widmie tzw. linie absorpcyjne, które oznaczają, że czarna dziura opleciona jest faktycznie materią, która kiedyś tworzyła gwiazdę. Ta materia przesłania, blokuje część promieniowania.
Skąd wiadomo, że to nie zwykły dysk akrecyjny?
Dokładniejsze badania pozwoliły ustalić, że obserwatorzy na Ziemi tę konkretną czarną dziurę obserwują od góry, od strony bieguna. Cała dziura jest otoczona cienkim dyskiem akrecyjnym, który emituje promieniowanie rentgenowskie. Gdybyśmy patrzyli na dziurę od strony jej równika, to promieniowanie rentgenowskie byłoby niewidoczne, a ponadto dałoby się obserwować tzw. przesunięcie dopplerowskie, tj. z jednej strony czarnej dziury okrążająca ją materia leciałaby w naszą stronę, a z drugiej by od nas uciekała. Takiego przesunięcia nie zaobserwowano. A co robi spaghetti? Oplata całą czarną dziurę niczym włóczka nawinięta na kłębek, i to właśnie ta rozerwana gwiazda przesłania nam część promieniowania.
Z czasem spaghetti wpadnie za horyzont zdarzeń i czarna dziura powróci do swojego zwyczajnego stanu. Chyba że w jej pobliżu znajdzie się kolejna pechowa gwiazda. Wtedy będziemy świadkami kolejnej uczty.
