Kiedy gdzieś na niebie pojawia się błysk światła, astronomowie zauważają. Kiedy pojawia się w obszarze nieba, o którym nie wiadomo, że zawiera gwiezdny obiekt, który wcześniej błysnął, naprawdę siadają i zwracają na to uwagę. W żargonie astronomicznym obiekty emitujące migające światło nazywane są stanami nieustalonymi. Na początku tego roku astronomowie zauważyli zjawisko przejściowe, które rozbłysło światłem miliarda Słońc. W tym przypadku to Zwicky Transient Facility (ZTF) zauważył błysk. ZTF to przegląd całego nieba skierowany na północne nocne niebo. Znajduje się w Obserwatorium Palomar i jest systematycznym badaniem wykorzystującym niezwykle szerokokątną kamerę świetlną do skanowania całego północnego nieba co dwa dni. Jest to część tak zwanej astronomii w dziedzinie czasu, badania obiektów astronomicznych, które zmieniają się w czasie. Kiedy ZTF zauważa nowe zjawisko na niebie, inni astronomowie zostają zaalarmowani. ZTF nie nadaje się do szczegółowego badania obiektów. Po prostu je znajduje, a następnie przekazuje pałeczkę innym obiektom, które lepiej nadają się do bardziej szczegółowych obserwacji obiektów astronomicznych. W tym przypadku brała udział cała grupa obiektów.
Obserwacje Kosmicznego Teleskopu Hubble’a w zakresie optycznym i podczerwonym w połączeniu z danymi z Jansky Very Large Array pozwoliły określić dokładną lokalizację błysku. Bardzo Duży Teleskop (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) ustalił, że znajduje się ona w odległości 8,5 miliarda lat świetlnych. Następnie zebrano dane obserwacyjne z innych obiektów, dając astronomom obraz błysku w szerokim zakresie widma elektromagnetycznego. Wyniki wszystkich tych obserwacji i analizy, które nastąpiły po nich, zostały opublikowane w nowym artykule w Nature Astronomy. Artykuł nosi tytuł „Narodziny relatywistycznego dżetu po rozpadzie gwiazdy przez kosmologiczną czarną dziurę”.
Jak mówi tytuł, przejściowym źródłem światła był dżet materii wyemitowany z supermasywnej czarnej dziury (SMBH) z prędkością 99,9% prędkości światła. Sygnał świetlny ma nazwę AT 2022cmc, a odpowiedzialny za niego SMBH. Co to spowodowało? Coś niezwykłego, według głównego autora Pashama.
Odpowiedzialna jest supermasywna czarna dziura (SMBH) w sercu odległej galaktyki. SMBH połyka gwiazdę, która podeszła zbyt blisko. Nazywa się to Tidal Disruption Event (TDE) i jest to pierwsze zjawisko zaobserwowane od 2011 roku. Jest to również pierwsze zjawisko zauważone w świetle optycznym wykryte przez ZTF. AT 2022cmc to najdalszy TDE, jaki kiedykolwiek widziano, a także najjaśniejszy. Gamma Ray Bursts (GRB) to najjaśniejsze obiekty we Wszechświecie, ustępując jedynie Wielkiemu Wybuchowi. Więc naturalne jest założenie, że zdarzenie było GRB. Ale tak nie było. Wysoka jasność dżetu w zakresie rentgenowskim pomogła to wykluczyć.
TDE po prostu skierował palący strumień materiału bezpośrednio na Ziemię, jak latarka świeciła nam prosto w oczy. Zgrubne obliczenia wykazały, że dżet był tak jasny jak miliard Słońc.
Wszechświat jest pełen zdarzeń przejściowych, ale obserwacje TDE wciąż należą do rzadkości. Pomaga, gdy dżet jest skierowany prosto na Ziemię, tak jak to było w tym przypadku. Ale kiedy SMBH pochłania gwiazdę, która podeszła zbyt blisko, nie zawsze emituje dżety. TDE, takie jak ten, dają astronomom możliwość dowiedzenia się więcej o SMBH, które je powodują.
Supermasywne czarne dziury są oczywiście niezwykle ogromne. Te najbardziej masywne są kilka miliardów razy masywniejsze od Słońca. Nawet w astronomii, temacie znanym z dużych liczb, coś kilka miliardów razy masywniejszego od naszej gwiazdy, jest prawie niezrozumiałe. Ale jak się okazuje, nawet coś tak dużego nie jest w stanie zjeść gwiazdy jednym kęsem. Pożeranie gwiazdy zajmuje trochę czasu. Według Pashama strumień został prawdopodobnie wyemitowany podczas przerywanego „szału karmienia”.
Astronomowie nie widzą jeszcze galaktyki, która ją wyemitowała. Światło dżetu jest tak potężne, że przyćmiewa swoją galaktykę macierzystą. Astronomowie sądzą jednak, że gdy dżet osłabnie, będą mogli dostrzec galaktykę za pomocą Hubble’a i Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. To może częściowo doprowadzić ich do odpowiedzi na ważne pytanie: wszystkie SMBH muszą jeść gwiazdy, dlaczego tak niewiele z nich emituje dżety? Obserwacje pokazują, że te, które emitują tego typu dżety, prawdopodobnie obracają się szybko. Obrót pomaga zasilać te ultraświetliste strumienie. Szybka rotacja może być tylko jednym z czynników, być może najłatwiejszym do zaobserwowania. Ale przybliża naukowców o krok do zrozumienia niesamowitych sił działających w SMBH.
Astrofizycy potrzebują znaleźć więcej takich dżetów, TDE i SMBH. Prawdopodobnie spełnią swoje życzenie w niedalekiej przyszłości.
Dzięki urządzeniom takim jak Obserwatorium Vera Rubin, które wkrótce zostaną uruchomione, z pewnością dostrzeżemy więcej transjentów, takich jak AT2022cmc. Vera Rubin powinna zobaczyć pierwsze światło w 2023 roku, a co kilka nocy przeprowadzi przegląd synoptyczny, który będzie sfotografować całe widoczne nocne niebo. Jednym z jego czterech celów naukowych jest znajdowanie stanów przejściowych i powiadamianie innych obserwatoriów o dalszych obserwacjach. A powinno znaleźć ich dużo.
„Astronomia szybko się zmienia” – powiedział Andreoni. „Więcej optycznych i podczerwonych przeglądów całego nieba jest już aktywnych lub wkrótce zostanie udostępnionych online. Naukowcy mogą wykorzystać AT2022cmc jako model do szukania i znajdowania bardziej destrukcyjnych zdarzeń z odległych czarnych dziur. Oznacza to, że bardziej niż kiedykolwiek eksploracja dużych zbiorów danych jest ważnym narzędziem do pogłębiania naszej wiedzy o wszechświecie”.
Dawno minęły czasy, kiedy zawodowi astronomowie spędzali długie, zimne noce patrząc w okular swoich teleskopów. Gdybyśmy nadal polegali na tych wysiłkach, prawdopodobnie nigdy byśmy nawet nie zobaczyli TDE. Zautomatyzowane przeglądy nieba stają się coraz bardziej powszechne, obejmując większe połacie nieba niż astronomowie i wykonując je z większą starannością. Nigdy się nie męczą, nie chorują ani nie biorą urlopów. Ale obiekty takie jak te generują ogromną ilość danych, o czym wspomniał Andreoni. Oczekuje się, że Obserwatorium Vera Rubin wykona 200 000 zdjęć rocznie w ciągu 10 lat swojej działalności. Oznacza to, że będzie generować 1,2 petabajta danych rocznie, znacznie więcej danych, niż astronomowie będą w stanie obsłużyć. Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe będą musiały poradzić sobie z tymi wszystkimi danymi.
Zwicky Transient Facility służył jako prototyp Vera Rubin. Ale podczas gdy ZTF znalazł 78 TDE od samego początku, Vera Rubin przyćmiewa te wyniki. Nikt nie jest pewien, ile znajdzie TDE, ale oczekuje się, że obserwatorium będzie generować setki alarmów na sekundę, a każdy z nich będzie pewnego rodzaju przejściowy. Niektóre z nich będą TDE, a wraz z pojawieniem się większej liczby detekcji, astronomowie będą przeprowadzać dalsze obserwacje z innymi obiektami.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
