De flits van de ruimte is gedetecteerd als een zwart gat dat het licht van 1000 biljoen zonnen uitspuugt

Terug in februari, astronomen met Zwicky Transit-faciliteit In Californië zag ik een prachtige lichtflits. De heldere gloed, later AT 2022cmc genoemd, riep eindeloze vragen op.

Hoewel dergelijke flitsen niets nieuws zijn voor wetenschappers – astronomen hebben al eerder grote hoeveelheden van dergelijke flitsen vanuit de verre ruimte zien uitbarsten – was deze specifieke flits een klasse apart. Het verschijnt op ongeveer 8,5 miljard lichtjaar afstand en lijkt meer licht af te geven dan 1000 biljoen zonnen samen. De menselijke geest kan zo’n hoeveelheid nauwelijks bevatten, laat staan ​​zo’n hoeveelheid… zonnen.

Sinds de verrassende ontdekking van dit hemellichaam zijn wetenschappers over de hele wereld begonnen te ontcijferen waar, waarom en zelfs hoe De oogverblindende gebeurtenis had kunnen gebeuren. Twee artikelen die woensdag in de tijdschriften Nature en Nature Astronomy zijn gepubliceerd, concluderen dat Zwicky het signaal heeft opgepikt van een uniek ernstige ‘getijdenverstoring’ of TDE.

Met andere woorden, het team achter deze studies gelooft dat de flits afkomstig was van een straal materie die uit een superzwaar zwart gat ontsnapte, met supersonische snelheid reisde en rechtstreeks op onze planeet mikte.

“We ontdekten dat de snelheid van de jet 99,99% van de lichtsnelheid is”, zegt Matteo Lucchini, een onderzoeker aan het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research van het MIT en co-auteur van het onderzoek. Gepubliceerd in Natuurastronomie, zei V uitspraak.

Wanneer het zwarte gat leidend is John Wheeler introduceerde het idee van een TDE-jet-combo in 1971, beschreef hij het als “een tube tandpasta die strak om het midden plakt”, wat ertoe leidde dat hij “het spul aan beide uiteinden eruit kneep”. Slechts ongeveer 1% van de TDE resulteert in deze ultrasnelle of relativistische stralen van plasma en straling die vanuit beide polen naar binnen stromen.

Deze jet zou, als het team gelijk heeft over zijn bestaan, de verst verwijderde getijdenverstoring vertegenwoordigen die ooit is gedetecteerd. Maar wat vooral opvalt, is de helderheid. Dit is zo omdat Hoe helderder het object, hoe gemakkelijker het is om er informatie van te verzamelen.

In totaal hebben 21 telescopen over de hele wereld observatiegegevens aan boord verzameld over een breed scala aan soorten licht, van radiogolven tot hoogenergetische gammastraling. Al deze informatie werd vervolgens vergeleken met gegevens van bekende kosmische gebeurtenissen, variërend van neutronensterren tot kilonova’s, maar de enige mogelijkheid die een solide match bood, was de streaming TDE die rechtstreeks naar ons wees.

Daartoe geloven onderzoekers dat ze om twee redenen abnormaal helder lijken vanuit ons gezichtspunt op aarde.

Ten eerste zal het zwarte gat van de straaljager waarschijnlijk een nabije ster verslinden, waardoor tijdens een feestmaal veel energie vrijkomt en een hoop licht wordt uitgestraald. Zoals Dheeraj “DJ” Pasham, co-auteur van de studie van MIT, zei, is het vliegtuig erg actief en in een “supervoedende waanzin”.

“De ster slokt mogelijk de helft van de massa van de zon per jaar op”, zei Basham in een verklaring. “Veel getijdenverstoringen vinden vroeg plaats en we konden deze gebeurtenis helemaal aan het begin detecteren, binnen een week nadat het zwarte gat de ster begon te voeden.”

Maar de tweede reden – en naar onze mening interessanter – is een effect dat “Doppler-verbetering” wordt genoemd.

Wat is dopplerverbetering?

op het principe, Doppler effect Het verwijst naar hoe geluidsgolven, lichtgolven en elk ander type golf veranderen als het ding dat deze golven maakt naar je toe of van je af reist.

Bedenk wat er gebeurt als de muziekauto naast je huis ontploft. Naarmate het geluid steeds verder weg komt, wordt het geluid niet alleen minder helder, maar verandert het ook vaak van toonhoogte. Dit komt omdat de geluidsgolven een beetje uitgerekt zijn, waardoor je hersenen ze herkennen als een lagere toonhoogte.

Het Doppler-effect treedt ook op bij lichtgolven – astronomen noemen het vaak een roodverschuiving als ze het hebben over heldere sterrenstelsels en sterren die zich van onze planeet verwijderen.

Terwijl deze elementen weggaan, rekken de uitgezonden lichtgolven uit en verschuiven ze van strakkere blauwe golven naar rodere golven. Uiteindelijk betreden ze zelfs in infrarood water, dat onzichtbaar is voor menselijke ogen en standaard optische instrumenten – en dit is waarom NASA’s James Webb-ruimtetelescoop Dat is een groot probleem. Het kan die ultra-bedrieglijk verlengde golflengten oppikken die in het diepe, donkere universum bestaan.

Maar in het geval van de relativistische jet AT 2022cmc beweegt het licht naar ons toe, dus het wordt niet roder of zachter met de afstand. Ze worden helderder naarmate hun fotonen onze telescopen naderen, gestimuleerd door het feit dat ze met voldoende kracht worden weggeslingerd om ongeveer de snelheid van het licht te evenaren.

zei Giorgos Liloudas, een astronoom bij DTU Space in Denemarken en co-auteur van een boek Studeer in de natuur.

Meestal zijn abnormaal heldere explosies zoals deze de zogenaamde gammastraaluitbarstingen. Gammastraaluitbarstingen zijn ook fantastische jets, hoewel ze worden gevormd door de röntgenstraling die wordt uitgezonden door massieve sterren wanneer hun stellaire lichamen instorten. Vanwege hun sprankelende aard hebben deze verschijnselen de neiging om de Astronomy Hall of Fame te vullen. Vorige maand werden wetenschappers zelfs geschokt door een krachtige gammastraaluitbarsting die op ongeveer 2,4 miljard lichtjaar afstand in het universum kwam. Het heet letterlijk boot – De slimste aller tijden.

Maar in 2022 cc, na verdere speculatie, was het zeker geen gammastraaluitbarsting.

“Deze specifieke gebeurtenis was 100 keer krachtiger dan de krachtigste gammastraaluitbarsting,” zei Basham. “Het was iets buitengewoons.”

Kijk, na weken van datamining en het verzamelen van alle astronomische observatiestations met behulp van röntgen-, radio-, optische en ultraviolette telescopen, heeft het team geconcludeerd dat AT 2022cmc afkomstig moet zijn van een magnetische draaikolk van puin uit het zwarte gat. Het moet een getijdenverstoring zijn geweest, gekleurd door het Doppler-effect. Als dat zo is, is dit de vierde Doppler-verbeterde TDE ooit en het eerste Doppler-verbeterde evenement dat publiekelijk is gezien sinds 2011. Het is ook de eerste TDE die is gevonden met behulp van een scan van de lucht.

Wetenschappers waren ook in staat om het volledige spectrum van AT 2022cmc’s waarnemingen te gebruiken om de temperatuur en afstand te helpen bepalen.

“Ons spectrum vertelde ons dat de bron heet was: ongeveer 30.000 graden, wat typisch is voor een TDE”, zegt Matt Nicol, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Birmingham. “Maar we zagen ook enige absorptie van licht door het sterrenstelsel waar deze gebeurtenis plaatsvond. Deze absorptielijnen waren dramatisch verschoven naar rode golflengten, wat ons vertelde dat dit sterrenstelsel veel verder weg was dan we hadden verwacht.”

Opmerkelijk genoeg is het centrum van dit verre sterrenstelsel nog niet zichtbaar omdat het baadt in de helderheid van AT 2022cmc, maar wanneer het uiteindelijk vervaagt, kan het bronstelsel waarneembaar worden met de James Webb-telescoop.

In de tussentijd blijven onderzoekers de lucht afspeuren naar de vreemde en slecht begrepen TDE-stroom.

“We verwachten in de toekomst meer TDE’s”, zei Lucchini. Dan kunnen we eindelijk zeggen hoe zwarte gaten deze extreem krachtige jets precies vrijgeven.