Crna rupa koja iznenada oživi i rastrga zvijezdu na komadiće ne ostaje neprimijećena. No ako se to dogodi duboko unutar galaksije prekrivene prašinom, svjetlost tog razaranja može ostati skrivena godinama. Zahvaljujući svemirskom teleskopu James Webb (JWST), znanstvenici su sada prvi put zabilježili upravo takve “tihe eksplozije”, znakove da crne rupe u mirovanju iznenada postaju aktivne, gutajući nesretne zvijezde koje im se nađu na putu.
Zvijezde koje nestaju bez svjetlosnog traga
Znanstvenici s MIT-a, Columbije i drugih institucija koristili su JWST za promatranje četiri obližnje galaksije čija je unutrašnjost prekrivena gustim oblacima prašine. U svakoj od njih, pronašli su tragove razornog procesa poznatog kao plimni poremećaj (TDE), trenutak kada gravitacija supermasivne crne rupe doslovno rastrga obližnju zvijezdu.
Do danas je zabilježeno stotinjak TDE-ova, uglavnom u galaksijama s malo prašine, gdje se takvi događaji mogu vidjeti u obliku rendgenskih ili optičkih bljeskova. No nova analiza sugerira da bi sličnih događaja moglo biti znatno više, samo što su zaklonjeni galaktičkom prašinom.
JWST, koji detektira infracrveno zračenje, uspio je uočiti ono što konvencionalni teleskopi ne mogu: kako se zvjezdana svjetlost, nakon što se rasprši kroz prašinu, ponovno pojavljuje u infracrvenom spektru — kao znak da se nešto iznimno energetski upravo dogodilo.
Nevidljive crne rupe koje se bude
U sva četiri slučaja, Webb je zabilježio vrlo specifične spektre zračenja koji upućuju na akreciju, proces u kojem se materijal, poput zvjezdanih ostataka, spiralno kreće prema crnoj rupi i postupno nestaje pod njezinim gravitacijskim utjecajem. Ti obrasci zračenja jasno se razlikuju od onih u aktivnim galaksijama, gdje crne rupe neprekidno privlače i konzumiraju okolnu tvar.
Zaključak tima bio je jasan: u svim slučajevima riječ je o plimnim poremećajima koje su izazvale crne rupe koje su do tada bile potpuno neaktivne. Tek kad im se približila zvijezda, probudile su se i počele jesti.
“Ovo su prvi JWST podaci o plimnim poremećajima i izgledaju potpuno drugačije od svega dosad viđenog,” rekla je glavna autorica Megan Masterson s MIT-a.
Spektralni potpis koji ne laže
Znanstvenici su tražili vrlo specifičnu valnu duljinu infracrvenog svjetla, onu koju može uzrokovati samo akrecijski disk crne rupe. Takav disk proizvodi intenzivno zračenje koje doslovno izbacuje elektrone iz atoma. U ovom slučaju, riječ je o atomima neona, koji pod tim utjecajem emitiraju infracrveno zračenje točno određene valne duljine, signal koji JWST može jasno detektirati.
“U svemiru nema ničeg drugog što može ovako pobuditi plin osim crne rupe koja aktivno akretira materijal,” kaže Masterson.
Četiri promatrana izvora uključuju i najbliži TDE dosad zabilježen (u galaksiji udaljenoj 130 milijuna svjetlosnih godina), jedan s istodobnim rendgenskim bljeskom, jedan s izuzetno brzim kretanjem plina oko crne rupe te još jedan koji je nekoć bio pogrešno identificiran kao supernova.
Prašina govori istinu
Da bi potvrdili da crne rupe nisu stalno aktivne, istraživači su dodatno analizirali raspored silikatne prašine oko središta svake galaksije.
U aktivnim galaksijama, prašina se nakuplja u gustim torusnim strukturama oko crne rupe, ali u ovim galaksijama takvi obrasci nisu bili prisutni.
Drugim riječima, crne rupe u tim galaksijama bile su u mirovanju sve dok im se zvijezda nije previše približila. Akrecijski diskovi koje je JWST detektirao nisu dio dugotrajnog procesa, već su nastali upravo zbog TDE-a.
“Kad sve promatramo zajedno, jedini logičan zaključak je da su ovo doista plimni poremećaji,” kaže Masterson.
Otkriće otvara vrata novom načinu proučavanja crnih rupa, posebno onih koje su inače skrivene iza slojeva prašine. TDE-ovi bi, ako ih se dovoljno otkrije, mogli poslužiti kao sonde za proučavanje mase, rotacije i okoliša supermasivnih crnih rupa.
Proces u kojem crna rupa “probavlja” zvijezdu traje znatno dulje nego što se dosad mislilo — nije riječ o trenutnoj akreciji, već o dugotrajnom raspadanju i postupnom privlačenju zvjezdanog materijala.
“Nitko ne zna koliko točno traje taj proces, jer ovakve događaje tek počinjemo otkrivati i pratiti,” zaključuje Masterson.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
