Død ved spaghettificering:Forskere registrerer sidste øjeblikke af stjerne fortæret af sort hul

Et sjældent blæs af lys, udsendes af en stjerne, når den bliver suget ind af et supermassivt sort hul, er blevet set af forskere ved hjælp af teleskoper fra hele verden.

Fænomenet, kendt som en tidevandsforstyrrelse, er den nærmeste opblussen af ​​sin art, der endnu er registreret, forekommer kun 215 millioner lysår fra Jorden. Det opstår, når en stjerne passerer for tæt på et sort hul, og den ekstreme tyngdekraft fra det sorte hul river stjernen i stykker i tynde strømme af materiale - en proces, der kaldes 'spaghettificering'. Under denne proces falder noget af materialet ned i det sorte hul, frigiver en lys opblussen af ​​energi, som astronomer kan opdage.

Tidevandsafbrydelseshændelser er sjældne og ikke altid nemme at studere, fordi de normalt er skjult af et gardin af støv og snavs. Et internationalt hold af forskere ledet af University of Birmingham var i stand til at studere denne begivenhed i hidtil usete detaljer, fordi den blev opdaget kort tid efter, at stjernen blev revet fra hinanden.

Ved at bruge European Southern Observatory's Very Large Telescope og New Technology Telescope, Las Cumbres Observatorys globale teleskopnetværk, og Neil Gehrels Swift Satellite, holdet var i stand til at overvåge blusset, navngivet AT2019qiz, over en periode på seks måneder, da den blev lysere og derefter forsvandt.

Undersøgelsens resultater er offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Dette blev støttet og finansieret delvist af Science and Technology Facilities Council (STFC).

"Ideen om et sort hul, der 'suger' en nærliggende stjerne ind, lyder som science fiction. Men det er præcis, hvad der sker i en tidevandsafbrydelse, " siger hovedforfatter Dr. Matt Nicholl, en foredragsholder og Royal Astronomical Society-forsker ved University of Birmingham. "Vi var i stand til at undersøge i detaljer, hvad der sker, når en stjerne bliver spist af sådan et monster."

"Når et sort hul fortærer en stjerne, det kan affyre et kraftigt eksplosion af materiale udad, der hindrer vores udsyn, " forklarer Samantha Oates, også ved University of Birmingham. "Dette sker, fordi den energi, der frigives, når det sorte hul æder stjernemateriale op, driver stjernens affald udad."

I tilfælde af AT2019qiz, astronomer var i stand til at identificere fænomenet tidligt nok til at observere hele processen.

"Adskillige himmelundersøgelser opdagede emission fra den nye tidevandsafbrydelsesbegivenhed meget hurtigt efter stjernen blev revet fra hinanden, siger Thomas Wevers, en ESO Fellow i Santiago, Chile, som var på Institut for Astronomi, University of Cambridge, Storbritannien, da han udførte arbejdet. "Vi pegede straks en række jordbaserede teleskoper og rumteleskoper i den retning for at se, hvordan lyset blev produceret."

De hurtige og omfattende observationer i ultraviolet, optisk, Røntgen- og radiolys afsløret, for første gang, en direkte forbindelse mellem materialet, der strømmer ud fra stjernen, og det lyse blus, der udsendes, når det fortæres af det sorte hul.

"Observationerne viste, at stjernen havde nogenlunde samme masse som vores egen sol, og at den mistede omkring halvdelen af ​​det til det sorte hul, som er over en million gange mere massiv, " sagde Nicholl, som også er gæsteforsker ved University of Edinburgh.

"Fordi vi fangede det tidligt, vi kunne faktisk se forhænget af støv og affald blive trukket op, da det sorte hul lancerede en kraftig udstrømning af materiale med hastigheder op til 10.000 km/s, " sagde Kate Alexander, NASA Einstein Fellow ved Northwestern University i USA. "Dette unikke 'kig bag gardinet' gav den første mulighed for at lokalisere oprindelsen af ​​det slørende materiale og følge i realtid, hvordan det opsluger det sorte hul."

Forskningen hjælper astronomer med bedre at forstå supermassive sorte huller, og hvordan stof opfører sig i de ekstreme tyngdekraftsmiljøer omkring dem. Holdet siger, at AT2019qiz endda kunne fungere som en 'Rosetta-sten' til at fortolke fremtidige observationer af tidevandsafbrydelseshændelser. ESO's Extremely Large Telescope (ELT), planlagt at starte i dette årti, vil gøre det muligt for forskere at opdage stadigt svagere og hurtigere udviklende tidevandsafbrydelseshændelser, at løse yderligere mysterier i sort huls fysik.