Czarne dziury rozdzierają te obiekty. Sęk w tym, że one dalej istnieją
Niektóre gwiazdy okrążają supermasywne czarne dziury, choć tracą przy każdym takim spotkaniu część materii. Jednak są one w stanie wygenerować po tym także nowe rozbłyski. Zachowanie owych rozbłysków jest również nietypowe, ale naukowcom udało się je właśnie rozgryźć.
Gasnące błyski przy czarnej dziurze
W centrum większości galaktyk znajduje się supermasywna czarna dziura, obiekt o masie milionów lub miliardów Słońc. Gdy gwiazda przeleci zbyt blisko takiej czarnej dziury, siły grawitacyjne mogą rozerwać ją na strzępy. To zjawisko nazywa się rozerwaniem pływowym. Opadająca na czarną dziurę materia rozgrzewa się i świeci, dzięki czemu astronomowie mogą "zobaczyć" obiekt, który sam nie emituje światła.
Nie każde spotkanie kończy się jednak całkowitym zniszczeniem gwiazdy. Czasem traci ona tylko część masy i zostaje na orbicie wokół czarnej dziury, wracając po miesiącach lub latach na kolejne bliskie przeloty. Każdy z nich generuje nowy błysk światła. Astronomowie znają około dziesięciu takich powtarzających się układów, a w czterech z nich kolejne błyski są wyraźnie słabsze.
To zaskakujące, bo mniejsza ilość zdartej materii powinna dawać po prostu słabszy błysk. Symulacje pokazywały jednak coś innego. Siły pływowe czarnej dziury nie tylko rozrywają gwiazdę, ale też rozpędzają jej wirowanie po każdym przelocie. Szybciej wirująca gwiazda oddaje materię w bardziej skoncentrowany sposób. Tak więc nawet jeśli gwiazda ma pomniejszoną masę, to oddaje tę materię na rzecz czarnej dziury równie gwałtownie jak wcześniej. Co z tego wynika? Błysk takie jgwiazdy powinien mieć podobną jasność za każdym razem przy spotkaniu z czarną dziurą, a jednak obserwacje pokazują coś innego.
Rozwiązanie zaproponował zespół z Uniwersytetu Syracuse, kierowany przez doktorantkę Ananyę Bandopadhyay, wraz z badaczem Benjaminem Amendem oraz profesorem fizyki Ericem Coughlinem. Brakującym elementem układanki okazała się prędkość, z jaką gwiazda wirowała jeszcze zanim trafiła w pobliże czarnej dziury. Jeśli już na starcie kręciła się bardzo szybko, kolejne przeloty nie mogą jej już aż tak rozpędzić. Czas powrotu materii pozostaje wtedy w miarę stały, więc mniejsza ilość "zdartej" masy faktycznie przekłada się na słabszy błysk.
Pozostaje pytanie, skąd u takiej gwiazdy tak duża prędkość wirowania na starcie. Naukowcy wskazują na tak zwany mechanizm Hillsa. Para gwiazd krążących blisko siebie zbliża się do czarnej dziury, która rozrywa ten układ. Jedna gwiazda zostaje wyrzucona w przestrzeń, druga trafia na ciasną orbitę wokół czarnej dziury. W bardzo ciasnych układach podwójnych gwiazdy są związane pływowo, czyli wirują w tym samym tempie, w jakim krążą wokół siebie. Im ciaśniejszy układ, tym szybszy musiał być ten obrót, a więc i wirowanie gwiazdy, która później trafiła w pobliże czarnej dziury.
Ten sam mechanizm może tłumaczyć pochodzenie części gwiazd krążących wokół Sagittarius A*, czyli czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Dzięki pracy zespołu z Syracuse dwie zagadki, gasnące błyski i niezwykle ciasne orbity gwiazd, znalazły wspólne wyjaśnienie w jednym zjawisku, czyli rozerwaniu układu podwójnego i przechwyceniu jednej z gwiazd przez czarną dziurę.
