Pressemeddelelse

Stjerne lider spaghettidøden. ESO-teleskoper følger dens sidste øjeblikke

12. oktober 2020

En stjerne er flået istykker af et supertungt sort hul, og dens sidste gisp af lys er registreret med teleskoper fra European Southern Observatory (ESO) og andre organisationer. Hændelsen er sket i en galakse 215 millioner lysår borte. Det er det tætteste, astronomerne nogensinde har set sådan et lysglimt, og derfor har de kunnet studere fænomenet i større detaljer end nogensinde før. Forskningsresultatet offentliggøres idag i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 

"Tanken om, at et sort hul "suger" en nær stjerne til sig, lyder som science fiction. Men det er lige præcis det, der er sket ved det, vi kalder en tidevandsdestruktion," fortæller Matt Nicholl, som underviser og forsker som Royal Astronomical Society fellow ved Birminghams Universitet. Han er hovedforfatter på artiklen. Men disse tidevandsdestruktioner (tidal disruption events på engelsk), hvor en stjerne gennemgår det, som kaldes spaghettificering når den suges ind i et sort hul, er sjældne, og ikke altid så lette at undersøge. Forskerholdet pegede ESOs Very Large Telescope (VLT) og ESOs New Technology Telescope (NTT) mod et nyopdaget lysglimt, som dukkede op sidste år tæt ved et supertungt sort hul, for i detaljer at kunne undersøge, hvad det lige er, der sker, når en stjerne bliver ædt af sådan et monster.

I teorien véd astronomerne godt, hvad der burde ske. "Når en så uheldig stjerne kommer for tæt på et supertungt sort hul i centeret af en galakse, vil den voldsomme tyngdekraft fra det sorte hul flænse stjernen til tynde strimler af materiale," forklarer medforfatter Thomas Wevers, som er ESO Fellow in Santiago, Chile. Han opholdt sig ved Institute of Astronomy, ved universitetet i Cambridge, da han udførte dette arbejde. Når nogle af disse tynde strimler af stjernestof falder ind i det sorte hul under spaghettificeringen, vil der opstå et klart energiglimt, og det kan astronomerne opfange.

Selvom sådan et glimt er kraftigt, har det til nu været besværligt for astronomerne at undersøge. Ofte skjules fænomenet af skyer af støv og stjernerester. Det er først nu, astronomerne har fundet ud af, hvor de skyer stammer fra.

"Vi fandt ud af, at en stjerne, når den bliver ædt af et sort hul, kan udsende en kraftig strøm af stof, som spærrer for vores udsyn," forklarer Samantha Oates, som også arbejder ved Birminghams Universitet. Det sker, fordi den energi, som udsendes, når det sorte hul æder stjernestof, kan presse resterne af stjernen bort.

Den opdagelse var mulig fordi den tidevandsdestruktion, som forskerholdet studerede blev opdaget meget kort tid efter at stjernen var flået istykker. "Vi fangede hændelsen tidligt, og derfor kunne vi simpelthen se, hvordan et gardin af støv og stjernerester blev trukket udad, da det sorte hul udsendte en kraftig strøm af stof med hastigheder op til 10 000 km/sek," siger Kate Alexander, som er NASA Einstein Fellow ved Nortwestern University i USA. "Vores helt unikke 'kig bag forænget' er den første mulighed, der har været for at fastlægge hvor det her materiale kommer fra, og for at følge i realtid hvordan det efterhånden indhyller det sorte hul."

Forskerholdet observerede hændelsen, som kaldes AT2019qiz, i en spiralgalakse i stjernebilledet Eridanus hen over en periode på 6 måneder, hvor lysglimtet voksede i styrke, og så fadede væk. "Der var flere overvågningsprogrammer, som fandt udstråling fra den nye tidevandsdestruktion meget tidligt efter at stjernen var flået istykker," siger Wevers. "Vi pegede med det samme en gruppe af jordbaserede teleskoper og rumteleskoper i den retning, for at finde ud af, hvordan lyset blev dannet."

I løbet af de følgende måneder blev hændelsen observeret flere gange med forskellige instrumenter; blandt andre X-shooter og EFOSC2, som er monteret på ESOs VLT og NTT i Chile. De hurtige og omfattende observationer i ultraviolet, synligt lys, røntgenstråling og radiostråling viste for første gang en direkte forbindelse imellem det stof, som strømmede bort fra stjernen, og det klare lysglimt, som opstod, da den blev opslugt af det sorte hul. "Observationerne viste, at stjernen havde nogenlunde samme størrelse som Solen, og at den mistede omkring halvdelen af sin masse til det store sorte hul, som vejer mere end en million gange mere end det," siger Nicholl, som også er gæsterforsker ved Edinburghs Universitet.

Dette forskningsresultat gør os bedre i stand til at forstå de supertunge sorte huller, og hvordan stof opfører sig i de ekstremt kraftige tyngdefelter omkring dem. Forskerholdet fortæller, at AT2019qiz endog kan være en slags 'Rosettasten', som kan hjælpe med til at fortolke fremtidige observationer af tidevandsdestruktioner. ESOs Ekstremely Large Telescope (ELT), som efter planen skal tages i brug i dette årti, vil kunne bruges af forskerne til at finde endnu svagere og hurtigere tidevandsdestruktioner, og dermed løse flere af de uforklarede problemer i de sorte hullers fysik.

(Det er måske på sin plads at bemærke, at vi på dansk kun har begrebet "tidevand" til at dække det engelske ord "tides". Men fænomenet beskriver forskelle i tyngdekraftspåvirkning, og har altså i dette tilfælde intet med vand at gøre! oversætteren ESON-Danmark)

Mere information

 

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “An outflow powers the optical rise of the nearby, fast-evolving tidal disruption event AT2019qiz” i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (doi: 10.1093/mnras/staa2824).

Forskerholdet består af M. Nicholl (Birmingham Institute for Gravitational Wave Astronomy and School of Physics and Astronomy, University of Birmingham, UK [Birmingham] og Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK [IfA]), T. Wevers (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), S. R. Oates (Birmingham), K. D. Alexander (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics and Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, USA [Northwestern]), G. Leloudas (DTU Space, Danmark [DTU]), F. Onori (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (INAF), Roma, Italien), A. Jerkstrand (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany and Department of Astronomy, Stockholm University, Sverige [Stockholm]), S. Gomez (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA]), S. Campana (INAF–Osservatorio Astronomico di Brera, Italien), I. Arcavi (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel and CIFAR Azrieli Global Scholars program, CIFAR, Toronto, Canada), P. Charalampopoulos (DTU), M. Gromadzki (Astronomical Observatory, University of Warsaw, Polen [Warsaw]), N. Ihanec (Warsaw), P. G. Jonker (Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University, Nederlandene [Radboud] and SRON, Netherlands Institute for Space Research, Nederlandene [SRON]), A. Lawrence (IfA), I. Mandel (Monash Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, Monash University, Australien og The ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery – OzGrav, Australien and Birmingham), S. Schulze (Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Israel [Weizmann]) P. Short (IfA), J. Burke (Las Cumbres Observatory, Goleta, USA [LCO] og Department of Physics, University of California, Santa Barbara, USA [UCSB]), C. McCully (LCO and UCSB) D. Hiramatsu (LCO and UCSB), D. A. Howell (LCO og UCSB), C. Pellegrino (LCO and UCSB), H. Abbot (The Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Australien [ANU]), J. P. Anderson (European Southern Observatory, Santiago, Chile), E. Berger (CfA), P. K. Blanchard (Northwestern), G. Cannizzaro (Radboud and SRON), T.-W. Chen (Stockholm), M. Dennefeld (Institute of Astrophysics Paris (IAP), and Sorbonne University, Paris), L. Galbany (Departamento de Física Teórica y del Cosmos, Universidad de Granada, Spanien), S. González-Gaitán (CENTRA-Centro de Astrofísica e Gravitação and Departamento de Física, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Portugal), G. Hosseinzadeh (CfA), C. Inserra (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK), I. Irani (Weizmann), P. Kuin (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), T. Muller-Bravo (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, UK), J. Pineda (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andrés Bello, Santiago, Chile), N. P. Ross (IfA), R. Roy (The Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Ganeshkhind, India), S. J. Smartt (Astrophysics Research Centre, School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, UK [QUB]), K. W. Smith (QUB), B. Tucker (ANU), Ł. Wyrzykowski (Warsaw), D. R. Young (QUB).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. På Paranal bliver ESO tillige vært for og operatør af Cherenkov Telescope Array South , som bliver Verdens største og mest følsomme gammastråleobservatorium. ESO er også en af de største partnere på Chajnantorhøjsletten, APEX ogi ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

 

• Hele forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• Fotos af NTT
• Er du forsker, og har du en god historie, så kontakt os

Kontakter

Matt Nicholl
School of Physics and Astronomy and Institute of Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham
Birmingham, UK
Email: m.nicholl.1@bham.ac.uk

Thomas Wevers
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Email: Thomas.Wevers@eso.org

Samantha Oates
Institute of Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham
Birmingham, UK
Email: sroates@star.sr.bham.ac.uk

Kate Alexander
Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics and Department of Physics and Astronomy, Northwestern University
Evanston, USA
Email: kate.alexander@northwestern.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2018 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.