Naukowcy odkrywają: tajemnicze niebieskie błyski to czarne dziury pożerające gwiazdy!

W ostatnich latach astronomowie z California Institute of Technology (Caltech) intensywnie badają zjawiska znane jako Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOT), czyli świecące szybko-niebieskie optyczne stany przejściowe. Te tajemnicze, krótkotrwałe błyski światła o niebieskiej barwie od dawna intrygują społeczność naukową. Najnowsze obserwacje sugerują, że przynajmniej niektóre z tych zjawisk mogą być wynikiem działania czarnych dziur średniej wielkości, które pochłaniają pobliskie gwiazdy.

LFBOT to niezwykle jasne, ale krótkotrwałe rozbłyski światła o charakterystycznej niebieskiej barwie. Ich czas trwania wynosi zazwyczaj kilka dni, co czyni je trudnymi do zaobserwowania i zbadania. Pierwsze takie zjawisko, nazwane AT2018cow, zostało odkryte w 2018 roku i od tego czasu naukowcy starają się zrozumieć mechanizmy stojące za tymi tajemniczymi błyskami.

Badacze z Caltech, analizując dane z różnych teleskopów i obserwatoriów, zauważyli, że niektóre LFBOT wykazują cechy charakterystyczne dla procesów związanych z czarnymi dziurami. W szczególności zwrócili uwagę na zjawiska, w których gwiazda zbliża się na tyle blisko do czarnej dziury, że jej ogromna grawitacja zaczyna oddziaływać na gwiazdę, prowadząc do jej rozerwania.

Kiedy gwiazda zbliża się do czarnej dziury na odległość krytyczną, siły pływowe wywołane przez grawitację czarnej dziury zaczynają przewyższać siły grawitacyjne utrzymujące gwiazdę w całości. W rezultacie gwiazda zostaje rozerwana, a jej materia tworzy wokół czarnej dziury dysk akrecyjny. Proces ten prowadzi do emisji ogromnych ilości energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego, w tym światła widzialnego, co może być obserwowane jako LFBOT.

Jednym z kluczowych obserwacji wspierających tę hipotezę jest zdarzenie oznaczone jako AT2021ehb. W marcu 2021 roku Zwicky Transient Facility (ZTF) w Obserwatorium Palomar zarejestrowało jasny błysk w centrum odległej galaktyki. Dalsze obserwacje za pomocą teleskopów takich jak Swift i NuSTAR wykazały obecność korony – obłoku gorącej plazmy nad czarną dziurą – co jest charakterystyczne dla procesów akrecji materii przez czarne dziury. Brak obserwacji dżetów, czyli strumieni materii wyrzucanych z okolic czarnej dziury, sugeruje, że nie wszystkie procesy akrecji prowadzą do ich powstawania, co było wcześniej przedmiotem dyskusji w środowisku naukowym.  

Odkrycie to ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia procesów zachodzących w pobliżu czarnych dziur średniej wielkości. Sugeruje ono, że LFBOT mogą być wynikiem rozerwania gwiazd przez te czarne dziury, co dostarcza nowych informacji na temat ich właściwości i zachowania. Ponadto badania te pomagają w lepszym zrozumieniu mechanizmów akrecji materii oraz emisji promieniowania w ekstremalnych warunkach grawitacyjnych.

Naukowcy planują kontynuować obserwacje LFBOT, korzystając z coraz bardziej zaawansowanych instrumentów i teleskopów. Dalsze badania mogą dostarczyć więcej dowodów na związek między tymi zjawiskami a czarnymi dziurami, a także pomóc w identyfikacji innych mechanizmów prowadzących do powstawania takich błysków. Zrozumienie tych procesów może również przyczynić się do lepszego poznania ewolucji gwiazd oraz dynamiki galaktyk.

Badania nad LFBOT prowadzone przez naukowców z Caltech rzucają nowe światło na tajemnicze, szybko zanikające błyski niebieskiego światła obserwowane w kosmosie. Hipoteza, że są one wynikiem rozerwania gwiazd przez czarne dziury średniej wielkości, otwiera nowe kierunki badań w astrofizyce i może znacząco wpłynąć na nasze rozumienie procesów zachodzących w ekstremalnych warunkach kosmicznych.