Spinning sorte hul sluge stjerne forklarer superluminous begivenhed

I 2015, All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) registrerede en hændelse, navngivet ASASSN-15lh, der blev registreret som den klareste supernova nogensinde - og kategoriseret som en superluminøs supernova, eksplosionen af ​​en ekstremt massiv stjerne i slutningen af ​​sit liv. Det var dobbelt så lyst som den tidligere rekordholder, og på sit højeste var 20 gange lysere end det samlede lysudbytte af hele Mælkevejen.

Et internationalt hold, ledet af Giorgos Leloudas ved Weizmann Institute of Science, Israel, og Dark Cosmology Center, Danmark, har nu foretaget yderligere observationer af den fjerne galakse, omkring 4 milliarder lysår fra Jorden, hvor eksplosionen fandt sted, og de har foreslået en ny forklaring på denne ekstraordinære begivenhed.

"Vi observerede kilden i 10 måneder efter begivenheden og har konkluderet, at forklaringen usandsynligt vil ligge hos en ekstraordinært lys supernova. Vores resultater tyder på, at begivenheden sandsynligvis var forårsaget af et hurtigt snurrende supermassivt sort hul, da det ødelagde en lav masse stjerne, "forklarer Leloudas.

I dette scenario, de ekstreme tyngdekræfter i et supermassivt sort hul, placeret i midten af ​​værtsgalaksen, rev en sollignende stjerne fra hinanden, der vandrede for tæt på-en såkaldt tidevandsforstyrrelse, noget hidtil kun observeret cirka 10 gange. I processen, stjernen blev "spaghettificeret", og stød i det kolliderende affald samt varme genereret ved tilspænding førte til et lysudbrud. Dette gav begivenheden udseende af en meget lys supernovaeksplosion, selvom stjernen ikke ville være blevet en supernova alene, da den ikke havde nok masse.

Teamet baserede deres nye konklusioner på observationer fra et udvalg af teleskoper, både på jorden og i rummet. Blandt dem var Very Large Telescope ved ESO's Paranal Observatory, det nye teknologiteleskop ved ESOs La Silla -observatorium og NASA/ESA Hubble -rumteleskopet. Observationerne med NTT blev foretaget som en del af Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects (PESSTO).

"Der er flere uafhængige aspekter ved observationer, der tyder på, at denne begivenhed faktisk var en tidevandsforstyrrelse og ikke en superluminøs supernova, "forklarer medforfatter Morgan Fraser fra University of Cambridge, Storbritannien (nu ved University College Dublin, Irland).

I særdeleshed, dataene afslørede, at begivenheden gennemgik tre forskellige faser i løbet af de 10 måneders opfølgende observationer. Disse data ligner generelt mere det, der forventes for en tidevandsforstyrrelse end en superluminøs supernova. En observeret genlysning i ultraviolet lys samt en temperaturstigning reducerer yderligere sandsynligheden for en supernova-hændelse. Desuden, begivenhedens placering - en rød, massiv og passiv galakse - er ikke det sædvanlige hjemsted for en superluminøs supernovaeksplosion, som normalt forekommer i blåt, stjernedannende dværggalakser.

Selvom teamet siger, at en supernova -kilde derfor er meget usandsynlig, de accepterer, at en klassisk tidevandsforstyrrelse heller ikke ville være en tilstrækkelig forklaring på begivenheden. Teammedlem Nicholas Stone fra Columbia University, USA, uddyber:"Den tidevandsforstyrrelsesbegivenhed, vi foreslår, kan ikke forklares med et ikke-snurrende supermassivt sort hul. Vi hævder, at ASASSN-15lh var en tidevandsforstyrrelse, der stammer fra en meget bestemt slags sort hul."

Massen af ​​værtsgalaksen indebærer, at det supermassive sorte hul i midten har en masse på mindst 100 millioner gange solens. Et sort hul af denne masse ville normalt ikke være i stand til at forstyrre stjerner uden for dens begivenhedshorisont - grænsen, inden for hvilken intet er i stand til at undslippe dens tyngdekraft. Imidlertid, hvis det sorte hul er en bestemt slags, der tilfældigvis hurtigt spinder-et såkaldt Kerr-sorthul-ændrer situationen sig, og denne grænse gælder ikke længere.

"Selv med alle de indsamlede data kan vi ikke med 100% sikkerhed sige, at ASASSN-15lh-begivenheden var en tidevandsforstyrrelse, "slutter Leloudas." Men det er langt den mest sandsynlige forklaring. "

Denne forskning blev præsenteret i et papir med titlen "The Superluminous Transient ASASSN-15lh as a Tidal Disruption Event from a Kerr Black Hole", af G. Leloudas et al. at blive vist i det nye Natur Astronomi magasin.