Należący do NASA teleskop kosmiczny TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ma za zadanie poszukiwanie nowych planet. Tymczasem astronomowie niespodziewanie zaobserwowali dzięki niemu czarną dziurę konsumującą gwiazdę.

 Czarne dziury zwany też studniami grawitacyjnymi to obiekty kosmiczne które są w stanie absorbować materię. Najczęściej wchłaniają obłoki gazowe, ale niekiedy dochodzi również do tego że uda im się pożreć gwiazdę. Gdy czarna dziura znajdzie się w pobliżu zacznie powoli wysysać z niej gaz powodując że zacznie ona erodować, aż do momentu kiedy zatrzymana zostanie reakcja termojądrowa.

 

Jest też inna ewentualność. Jeśli gwiazda zbliży się wystarczająco blisko do horyzontu zdarzeń czarnej dziury jest przez nią rozrywana. Dochodzi wtedy do zjawiska zakłócenia pływowego  w wyniku czego rozpada się na fragmenty będące skazanymi na pożarcie przez czarną dziurę obłokami gazowymi. Właśnie taki fenomen udało się zaobserwować w styczniu tego roku dzięki teleskopowi TESS.

 

Wybuch świadczący o procesie konsumpcji gwiazdy został nazwany ASASSN-19bt ponieważ wykryto go dzięki światowej sieci 20 zrobotyzowanych teleskopów ASAS-SN  wyspecjalizowanych w poszukiwaniach supernowych. Krótko po odkryciu wykonano kolejne obserwacje za pomocą dostępnych teleskopów kosmicznych.

Jedną z najciekawszych dokonał teleskop SWIFT, ale najbardziej korzystne ustawienie w przestrzeni względem tego fenomenu miał właśnie TESS, który dzięki temu był w stanie zaobserwować rozszarpywanie gwiazdy i powstawanie pierścienia akrecyjnego gazu, który potem został wchłonięty po przejściu horyzontu zdarzeń czarnej dziury.

 

Zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu, nasz Wszechświat powstał około 13,8 miliarda lat temu w wyniku kosmicznej eksplozji, gdy materia i energia zaczęły rozprzestrzeniać się we wszystkich kierunkach. Uważa się, że okres kosmicznej inflacji odpowiada wielkoskalowej strukturze Wszechświata i wyjaśnia, dlaczego kosmos i mikrofalowe promieniowanie tła wydają się być w dużej mierze jednorodne we wszystkich kierunkach. Dotychczas nie udało się pozyskać dowodów, które jednoznacznie potwierdzałyby hipotezę inflacji kosmologicznej lub wykluczały teorie alternatywne, lecz dzięki najnowszym badaniom, naukowcy być może opracowali sposób na przetestowanie jednej z kluczowych części kosmologicznego modelu Wielkiego Wybuchu.

 

Teoria kosmicznej inflacji stwierdza, że 10⁻³⁶ sekund po Wielkim Wybuchu, osobliwość, w której koncentrowała się cała materia i energia, zaczęła się rozszerzać. Uważa się, że epoka kosmologicznej inflacji trwała do 10⁻³³–10⁻³² sekund po Wielkim Wybuchu, po czym zwolniło się tempo rozszerzania Wszechświata. Według tej teorii, początkowa ekspansja kosmosu była szybsza niż prędkość światła.

 

Teoria pomaga wyjaśnić, dlaczego istnieją prawie takie same warunki w odległych od siebie regionach Wszechświata. Jeśli kosmos pochodzi od maleńkiej objętości przestrzeni, która urosła do rozmiarów większych, niż jesteśmy w stanie zaobserwować, wyjaśniałoby to, dlaczego wielkoskalowa struktura Wszechświata jest niemal jednolita i jednorodna.

 

Istnieją także inne teorie, wyjaśniające powstanie Wszechświata, lecz dotychczas brakowało zdolności do falsyfikacji którejkolwiek z nich. Dlatego zespół astronomów z Uniwersytetu Harvarda i Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian w Cambridge opracował niezależny od modelu sposób odróżniania inflacji od alternatywnych scenariuszy. Zgodnie z tą propozycją, ogromne pola w pierwotnym Wszechświecie doświadczałyby fluktuacji kwantowych i perturbacji gęstości, które bezpośrednio rejestrowałyby skalę wczesnego Wszechświata w funkcji czasu, tj. działałyby jako „standardowy zegar Wszechświata”.

Źródło: NASA/WMAP

Dokonując pomiaru sygnałów, które miałyby pochodzić z tych pól, kosmologowie byliby w stanie stwierdzić, czy zostały zaszczepione jakiekolwiek zmiany w gęstości podczas fazy kurczenia się lub rozszerzania wczesnego Wszechświata. Pozwoliłoby to wykluczyć alternatywy dla teorii kosmicznej inflacji.

 

Perturbacje te byłyby źródłem wszelkich zmian gęstości, obserwowanych przez astronomów we Wszechświecie. To, w jaki sposób te warianty zostały ukształtowane, można określić obserwując tło Wszechświata – a konkretnie, jego rozszerzanie się lub kurczenie.

 

Astronomowie zidentyfikowali potencjalny sygnał, który można byłoby zmierzyć z pomocą dostępnych obecnie instrumentów badawczych, takich jak obserwatorium kosmiczne Plancka, Sloan Digital Sky Survey, VLT Survey Telescope, czy Dragonfly Telescope. W poprzednich badaniach sugerowano, że zmiany gęstości pierwotnego Wszechświata można wykryć poszukując dowodów na niegaussowości, które są korektami dla funkcji Gaussa przy pomiarze wielkości fizycznej - w tym przypadku, mikrofalowego promieniowania tła.

 

Powstanie Wszechświata jest prawdopodobnie jedną z największych zagadek nauki i kosmologii. Jeśli stosując powyższą metodę będzie można wykluczyć alternatywne teorie, przybliży nas to o krok do zrozumienia początków czasu, kosmosu i samego życia.