Osamljeni nevtrino, ki je dolgo vesoljsko pot končal pod ledom Antarktike

Črna luknja
Črna luknja

Znanstveniki so prvič doslej prejeli skrivnostno zapoznele signale iz dveh supermasivnih črnih lukenj, ki sta zajtrkovali zvezde v svoji bližini.

V prvem primeru je črna luknja, težka kar 30 milijonov naših sonc, ki se nahaja v galaksiji, oddaljeni približno 750 milijonov svetlobnih let, pogoltnila zvezdo, ki je prišla preblizu njenega roba. Svetlobo dogodka so opazili aprila 2019, toda šest mesecev kasneje je teleskop na Antarktiki zajel izredno visokoenergijski osamljeni delček. Nevtrino, ki je očitno ušel med opustošenjem.

Drugi incident je vključeval supermasivno črno luknjo s približno milijonkrat večjo maso sonca v približno 700 milijonih svetlobnih let oddaljeni galaksiji. Opazovalci so ga avgusta 2015 ujeli med požiranjem zvezde, nato zatišje, potem pa se je februarja 2016 pojavil nenaden izbruh radijskih valov, ki mu je sledil še en julija 2019.

Watch a Black Hole Eat a Nearby Star

Tidal disruption event (TDE)

Dogodek, kjer supermasivna črna luknja uniči zvezdo na koščke s svojim ogromnim gravitacijskim vlekom. V bistvu skrajna različica gravitacijskega vleka lune, ki ustvarja plimovanje na Zemlji. Takšni kozmični dogodki še vedno niso dobro razumljeni in ti dve novi ugotovitvi bi morali astronomom močno pomagati pri odkritju njihovega notranjega delovanja.

»Vsakič, ko zaznamo nov TDE, se lahko z njim vedno poveže nekaj vznemirljivega in nepričakovanega,« je dejala Jane Dai, ki študira visokoenergijsko astrofiziko na univerzi v Hongkongu.

Raziskovalci dogodke motenj plimovanja uvrščajo med prehodne pojave, saj se običajno v nekaj dneh pojavijo in nato spet izginejo. Kaj natančno ustvarja svetlobo v takih primerih, še vedno ni povsem jasno, je povedal Assaf Horesh, astronom na Hebrejski univerzi v Jeruzalemu v Izraelu in soavtor dveh prispevkov o novih dogodkih.

Kaj se zgodi z zvezdo, ko jo črna luknja pomalica?

Ko supermasivna črna luknja raztrga svoj zvezdni obrok, zvezda postane špagetna. Spremeni se v dolg tanek tok. Ta hudournik materiala se ovije okoli črne luknje in naj bi ustvaril curek energije, ki kroži kot voda, ki se spušča v odtok. Čeprav drugi modeli napovedujejo, da lahko nekdanje zvezde eksplodirajo navzven in reagirajo z okoliškimi plini in prahom ter ustvarijo svetleč sij.

Black hole
Črna luknja

Glede na ekstremno okolje, ki obkroža črno luknjo, nastane podobne okolje, kot ga lahko poustvarijo v Velikem hadronskem trkalniku v Ženevi v Švici. Nevtrini so drobne pikice, približno 500.000 krat lažje od elektrona, in ker so nevtralni (brez naboja), med letom skozi vesolje ne reagirajo na nič.

Eden izmed njih je končal na našem malem planetu

To je enemu nevtrinu omogočilo, da je potoval navzven od prvega TDE in se odpravil proti Zemlji, sčasoma pa se je pojavil v kvadratnem kilometru velikem instrumentu, znanem kot Nevtrinski observatorij IceCube, pokopan v antarktičnem ledu. Raziskovalci so označili zaznavanje z IC191001A in izračunali, da ima skoraj 1 kvadrilion elektrovoltov energije, zaradi česar je med najmočnejšimi nevtrini, ki jih je IceCube doslej videl, piše v enem od novih člankov, objavljenem 22. februarja v reviji Nature Astronomy.

Medtem ko so fiziki napovedovali, da nevtrini nastanejo ob motnjah v plimovanju, astronomi niso nikoli nevtrina povezali na določen TDE, zaradi česar je to sedaj tako spektakularno.

Zakaj je prišel šest mesecev po samem dogodku? Ne vemo.

Podobna skrivnost obkroža tudi drugo študijo, prav tako v Nature Astronomy. V tem primeru se je videla optična svetloba, takšna, kot jo zaznavajo naše oči. Videl se je odblesk iz črne luknje in potem izginila, kot je za tak dogodek značilno.

Raziskovalci so se odločili za nadaljnje študije z uporabo teleskopa Karl Jansky (VLA) v Novi Mehiki, ki zaznava radijske valove. Mesece niso videli ničesar, kar bi lahko prihajalo iz črne luknje, nato pa nenadoma, šest mesecev po začetnem dogodku, močan radijski signal. Še bolj čudno je, da so podatki VLA, zbrani skoraj štiri leta kasneje, pokazali še en nenavaden izbruh radijske energije.

»Nekdo si lahko izmisli zgodbo, zakaj smo nekaj videli šest mesecev kasneje,« je dejal Horesh. »Nikakor ne moremo razložiti, zakaj naj bi se razplamtelo, propadlo in nato spet razplamtelo. Res je zanimivo.«

Potrebni so novi modeli, ki bi lahko razložili te zapoznele signale

Ekipa ugiba, da del curka energije izstopa pod nenavadnim kotom in povzroči vzorec, ki je včasih viden, včasih pa ne. Druga možnost je, da zvezdni ostanki poganjajo udarne valove, ki se počasi premikajo skozi material, ki obdaja črno luknjo, ki pozneje proizvaja energijske emisije, čeprav tega v resnici nihče ne ve.

Toda glede na to, da se zdi, da ti incidenti zdaj trajajo dlje, kot se je sprva domnevalo, se Horesh veseli, da bo lahko zaznal več dogodkov, ki bi povzročili plimovanje in plimske razmere, kar bi lahko dalo vpogled v njihovo naravo.

Tudi Dai je navdušena nad možnostjo, za preučevanje skrivnosti TDE. »Ti dogodki so idealni laboratoriji za spoznavanje črnih lukenj,« je dejala in raziskovalcem dala pomembne namige o tem, kako se material nabira okoli njih in proizvaja curke in sije.

Observatorij Vera C. Rubin v Čilu, ki naj bi začel z zbiranjem podatkov predvidoma letos, bi lahko teoretično videl na stotine novih TDE, je dodala. In tudi drugi prihajajoči vesoljski instrumenti iz Evrope in Kitajske bi morali veliko dodati k raziskovanju.

»Prihodnost raziskovanja tega področja je zelo svetla,« je še dejala.

Uporabljamo Akismet za manjšanje neželenih oglasnih komentarjev (spam). Politika zasebnosti.