Susret zvezde s crnom rupom ne mora nužno značiti kraj za zvezdu, otkriva nova naučna studija.
Dosad se pretpostavljalo da kad crna rupa zarobi zvezdu, to znači i njen kraj, naučnici sada imaju model koji ukazuje da to ne mora uvek biti tako. Zvezda može preživeti taj susret, pritom gubeći deo svojeg omotača, što rezultira jakim svetlom koje zemaljski teleskopi i opservatorije mogu otkriti.Kosmički događaj u kojem supermasivna crna rupa uništava zvezdu, nakon čega se pokreće blještava akreciona baklja (milijardama puta svetlija od Sunca) poznat je kao događaj plimskog poremećaja. Naučnici procenjuju da se ti fogađaji pojavljuju otprilike jednom svakih 10.000 do 100.000 godina u određenoj galaksiji.
Međunarodni tim fizičara sada je predložio model za ponavljajući delimični plimski poremećaj. Njihovo otkriće, objavljeno u časopisu Astrophysical Journal Letters, opisuju kako supermasivna crna rupa hvata zvezdu, otrže materijal svaki put kada se zvezda približi i kašnjenje između trenutka skidanja i propadanja u crnu rupu. Pomenuti tim, među kojima su saradnik Evropske južne opservatorije i glavni autor Tomas Vivers, docent fizike na Univerzitetu Sirakjuz, koautor Erik Kaglin sa istog univerziteta i Dirađ R. Pašam, istraživač iz Instituta Kavli za astrofiziku i istraživanje svemira MIT-a, posmatrao je plimski poremećaj poznat kao AT2018fyk. U tom događaju zvezdu je zarobila supermasivna crna rupa kroz proces razmene poznat kao Hills capture, gde je zvezda izvorno bila deo binarnog sistema (dve zvezde kruže jedna oko druge pod uticajem međusobnog gravitacionog privlačenja), koji je rastrgnut gravitacionim poljem crne rupe. Nezarobljena zvezda tog binarnog sistema izbačena je iz središta galaksije brzinom od otprilike 1.000 kilometara u sekundi, što je čini takozvanom hiperbrzom zvezdom.
S druge strane, zarobljena zvezda više je puta izgubila svoju spoljašnju ovojnicu, svaki put kada bi se najviše približila supermasivnoj crnoj rupi. Ogoljeni spoljni slojevi zvezde čine svetli akrecioni disk, koji istraživači mogu proučavati pomoću iks-zraka i ultraljubičastih/optičkih teleskopa šro posmatraju svetlost iz dalekih galaksija.Mogućnost proučavanja delimičnog plimskog poremećaja daje uvid bez presedana u postojanje supermasivnih crnih rupa i orbitalnu dinamiku zvezda u središtima galaksija, ističe Vivers.
„Do sada se pretpostavljalo da će, kada vidimo posledice bliskog susreta zvezde i supermasivne crne rupe, ishod biti koban za zvezdu, da će ona biti potpuno uništena. Ali suprotno svim drugim plimskim poremećajima za koje znamo, kada smo nekoliko godina kasnije ponovo usmerili naše teleskope na istu lokaciju, otkrili smo da je zvezda ponovo zasvetlela. To nas je dovelo do pretpostavke da je deo zvezde preživeo početni susret i vratio se na istu lokaciju da bi još jednom bio ogoljen, što objašnjava njeno ponovno sijanje”, kaže on.
Prvi put otkriven 2018. godine, AT2018fykje u početku percipiran kao uobičajeni plimski poremećaj. Otprilike 600 dana izvor je ostao svetao na rendgenskom snimku, ali je onda naglo potamnio i nije ga bilo moguće detektovati. Nije odmah bilo jasno šta je uzrokovalo strmoglavi pad luminoznosti, jer se plimski poremećaji obično glatko i postupno smanjuju u svojoj emisiji. No, oko 600 dana nakon opadanja svetlosti, otkriveno je da je izvor ponovo rendgenski svetli. To je navelo istraživače na pretpostavku da je zvezda prvi put preživela bliski susret sa supermasivnom crnom rupom i da je bila u orbiti oko crne rupe.
Koristeći detaljno modeliranje, rezultati studije sugeriu da je orbitalni period zviezde oko crne rupe otprilike 1.200 dana i da je potrebno približno 600 dana da se materijal koji je izbačen sa zvezde vrati u crnu rupu i počne nakupljati. Model je, takođe, ograničio veličinu snimljene zvezde, za koju veruju da je otprilike veličine našeg Sunca.Kako zvezda može preživeti susret sa smrću?
Odgovor se svodi na blizinu i putanju.Ako bi se zvezda direktno sudarila s crnom rupom i prošla horizont događaja, prag na kojem brzina potrebna za beg iz crne rupe premašuje brzinu svetlosti, crna rupa bi jednostavno progutala zvezdu. Kad bi zvizda prošla vrlo blizu crne rupe i prešla takozvani plimski poluprečnik, gde je plimska sila rupe jača od gravitacione sile koja drži zvezdu na okupu, ta zvezda bi se potpuno raspala. No, u modelu koji su predložili pomenuti naučnici, orbita zvezde doseže tačku najbližeg približavanja koja je neposredno van poluprečnika plime, ali ga ne prelazi u potpunosti. Rezultat toga je da je nešto materijala sa površine zvezde crna rupa ogolila, ali da je materijal u središtu zvezde ostao netaknut.
Kaglinobjašnjava da je tim proicenio da se od 1 do 10 posto mase zvezde gubi svaki put kada prođe tik uz crnu rupu: „Ako je gubitak 1 posto, tada očekujemo da će zvezda preživeti još mnogo susreta; ukoliko je blizu 10 posto, zvezda je možda već uništena”. Da bi testirali svoja predviđanja, naučnici će u narednim godinama posmatrati isti izvor. Na temelju vlastitog modela predviđaju da će AT2018fyknaglo nestati oko marta 2023. godine i ponovo zasvetliti kada se sveže ogoljeni materijal nakupi na crnoj rupi 2025. godine.
Autori studije kažu da njihov model, isto tako, daje nekoliko testiranih predviđanja procesa plimskog poremećaja, a uz više posmatranja događaja poput AT2018fyktrebalo bi dati uvid u fiziku delimičnog plimskog poremećaja i ekstremnih okruženja oko supermasivnih crnih rupa.
(Zimo)
