Pressmeddelande

Svart hål slukar en stjärna på rekordstort avstånd

30 november 2022, Skurup

Tidigare i år fick astronomer vid Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) ett larm om att en ovanlig ljuskälla hade upptäckts av ett kartläggningsteleskop. VLT, liksom många andra teleskop, dirigerades snabbt om till den det nya objektet: ett supermassivt svart hål i en avlägsen galax som slukade en stjärna och kastade ut resterna i en jetstråle. Med data från VLT kunde man beräkna att detta var det mest avlägsna fenomenet av sitt slag som hade observerats. Eftersom jetstrålen pekade i riktning mot jorden var det också första gången som detta fenomen kunde observeras i synligt ljus, vilket öppnar upp nya möjligheter att detektera extrema händelser av detta slag.

Stjärnor som kommer för nära ett svart hål slits sönder av dess enorma tidvattenkrafter, ett så kallad “tidal disruption event” (TDE). Omkring 1 procent av dessa fenomen ger upphov till jetstrålar av plasma och strålning som sänds ut från det roterande svarta hålets poler. 1971 introducerade svarta hålpionjären John Wheeler [1] begreppet “jet-TDE” som “en tandkrämstub som kläms åt i mitten” vilket gör att systemet “sprutar ut material i båda ändarna”.

 

“Vi har bara sett en handfull av dessa jet-TDE:s som fortsätter att vara exotiska och svårförståeliga fenomen” säger Nial Tanvir vid Leicesters universitet i Storbritannien, som ledde observationerna för att bestämma objektets avstånd med VLT. Astronomer jagar oavbrutet dessa extrema objekt i syfte att förstå hur jetstrålarna skapas och varför en så liten del av TDE-fenomenen ger upphov till dem.

 

Ett flertal teleskop, bland annat Zwicky Transient Facility (ZTF) i USA, kartlägger kontinuerligt himlen efter spår av kortlivade, ofta extrema, händelser som kan studeras i större detalj med teleskop som ESO:s VLT i Chile. “Vi har utvecklat ett öppet dataflöde för att lagra och hämta kritisk information från ZTF-kartläggningen som larmar i realtid när ovanliga fenomen uppträder” förklarar Igor Andreoni, astronom vid Maylands universitet i USA och medförfattare till artikeln som publiceras i dag i Nature tillsammans med Michael Coughlin vid Minnesotas universitet.

 

I februari 2022 detekterade ZTF ett nytt objekt i synligt ljus som fick beteckningen AT2022cmc som liknade en gammablixt – det mest energirika fenomenet i universum. Ett flertal teleskop riktades omedelbart om för att observera objektet i detalj, bland annat VLT med instrumentet X-shooter. VLT-observationerna placerade objektet på ett oöverträffat avstånd för denna typ av fenomen: ljuset från AT2022cmc sändes ut när universum var ungefär en tredjedel av sin nuvarande ålder.

 

Strålning, från energirik gammastrålning till radiovågor, samlades av 21 teleskop över hela världen. Astronomerna jämförde den insamlade datan med kända typer av objekt, från kollapsande stjärnor till kilonovor. Men det enda objektet som kunde förklara observationerna var en TDE med en jetstråle som pekade mot jorden. Giorgios Leloudas, astronom vid DTU Space i Danmark och medförfattare till studien, förklarar att “eftersom den relativistiska jetstrålen pekar mot oss blir ljuskällan mycket ljusare än den annars skulle ha blivit och är synlig över ett större våglängdsområde”.

 

Avståndsbestämningen med VLT är inte det enda som är rekordartat med detta objekt. “Tills nu har de få kända jet-TDE:s upptäckts med gamma- eller röntgenteleskop, men detta var den första upptäckten som gjordes i synligt ljus” säger Daniel Perley, astronom vid Liverpool John Moores universitet i Storbritannien och medförfattare till artikeln. Därmed finns nu ett nytt sätt att upptäcka jet-TDE:s, som gör det möjligt att studera dem närmare och avslöja de extrema omgivningarna kring svarta hål.

Noter

[1] John Archibald Wheeler sägs också ha myntat uttrycket “svart hål” i ett tal för NASA 1967.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “A very luminous jet from the disruption of a star by a massive black hole” i tidskriften Nature (doi: 10.1038/s41586-022-05465-8).

 

Forskarlaget utgörs av Igor Andreoni (Joint Space-Science Institute, University of Maryland, USA [JSI/UMD]; Department of Astronomy, University of Maryland, USA [UMD]; Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center [NASA/GSFC], USA), Michael W. Coughlin (School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, USA), Daniel A. Perley (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Storbritannien), Yuhan Yao (Division of Physics, Mathematics and Astronomy, California Institute of Technology, USA [Caltech]), Wenbin Lu (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), S. Bradley Cenko (JSI/UMD; NASA/GSFC), Harsh Kumar (India Institute of Technology Bombay, Indien [IIT/Bombay]), Shreya Anand (Caltech), Anna Y. Q. Ho (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA [UCB]; Lawrence Berkeley National Laboratory, USA [LBNL]; Miller Institute for Basic Research in Science, USA), Mansi M. Kasliwal (Caltech), Antonio de Ugarte Postigo (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, Frankrike), Ana Sagués-Carracedo (The Oskar Klein Centre, Stockholms universitet, Sverige [OKC]), Steve Schulze (OKC), D. Alexander Kann (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Glorieta de la Astronomia, Spanien [IAA-CSIC]), S. R. Kulkarni (Caltech), Jesper Sollerman (OKC), Nial Tanvir (Department of Physics and Astronomy, University of Leicester, Storbritannien), Armin Rest (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]; Department of Physics and Astronomy, The Johns Hopkins University, USA), Luca Izzo (DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), Jean J. Somalwar (Caltech), David L. Kaplan (Center for Gravitation, Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, University of Wisconsin–Milwaukee, USA), Tomás Ahumada (UMD), G. C. Anupama (India Institute of Astrophysics, Bangalore, Indien [IIA]), Katie Auchettl (School of Physics, University of Melbourne, Australia; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, USA), Sudhanshu Barway (IIA), Eric C. Bellm (DIRAC Institute, University of Washington, USA), Varun Bhalerao (IIT/Bombay), Joshua S. Bloom (LBNL; UCB), Michael Bremer (Institut de Radioastronomie Millimetrique, Frankrike [IRAM]), Mattia Bulla (OKC), Eric Burns (Department of Physics & Astronomy, Louisiana State University, USA), Sergio Campana (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Italien), Poonam Chandra (National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research, Pune University, Indien), Panos Charalampopoulos (DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark, Danmark [DTU]), Jeff Cooke (Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australien [OzGrav]; Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien [CAS]), Valerio D’Elia (Space Science Data Center - Agenzia Spaziale Italiana, Italien), Kaustav Kashyap Das (Caltech), Dougal Dobie (OzGrav; CAS), Jose Feliciano Agüí Fernández (IAA-CSIC), James Freeburn (OzGrav; CAS), Cristoffer Fremling (Caltech), Suvi Gezari (STScI), Matthew Graham (Caltech), Erica Hammerstein (UMD), Viraj R. Karambelkar (Caltech), Charles D. Kilpatrick (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA), Erik C. Kool (OKC), Melanie Krips (IRAM), Russ R. Laher (IPAC, California Institute of Technology, USA [IPAC]), Giorgos Leloudas (DTU), Andrew Levan (Department of Astrophysics, Radboud University, Nederländerna), Michael J. Lundquist (W. M. Keck Observatory, USA), Ashish A. Mahabal (Caltech; Center for Data Driven Discovery, California Institute of Technology, USA), Michael S. Medford (UCB; LBNL), M. Coleman Miller (JSI/UMD; UMD), Anais Möller (OzGrav; CAS), Kunal Mooley (Caltech), A. J. Nayana (Indienn Institute of Astrophysics, Indien), Guy Nir (UCB), Peter T. H. Pang (Nikhef, Nederländerna; Institute for Gravitational and Subatomic Physics, Utrecht University, Nederländerna), Emmy Paraskeva (IAASARS, National Observatory of Athens, Grekland; Department of Astrophysics, Astronomy & Mechanics, University of Athens, Grekland; Nordic Optical Telescope, Spanien; Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Denmark), Richard A. Perley (National Radio Astronomy Observatory, USA), Glen Petitpas (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA), Miika Pursiainen (DTU), Vikram Ravi (Caltech), Ryan Ridden-Harper (School of Physical and Chemical Sciences — Te Kura Matu, University of Canterbury, Nya Zealand), Reed Riddle (Caltech Optical Observatories, California Institute of Technology, USA), Mickael Rigault (Université de Lyon, Frankrike), Antonio C. Rodriguez (Caltech), Ben Rusholme (IPAC), Yashvi Sharma (Caltech), I. A. Smith (Institute for Astronomy, University of Hawaii, USA), Robert D. Stein (Caltech), Christina Thöne (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Tjeckien), Aaron Tohuvavohu (Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto, Canada), Frank Valdes (National Optical Astronomy Observatory, USA), Jan van Roestel (Caltech), Susanna D. Vergani (GEPI, Observatoire de Paris, PSL Research University, Frankrike; Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrike), Qinan Wang (STScI), Jielai Zhang (OzGrav; CAS).

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Igor Andreoni
Joint Space-Science Institute, University of Maryland, NASA Goddard Space Flight Center
Greenbelt, MD, USA
Tel: +1 (626) 487-7545
E-post: andreoni@umd.edu

Daniel Perley
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, UK
Tel: +44 (0)745 6339330
E-post: d.a.perley@ljmu.ac.uk

Nial Tanvir
Department of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
E-post: nrt3@leicester.ac.uk

Giorgos Leloudas
DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark
Lyngby, Denmark
E-post: giorgos@space.dtu.dk

Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6176
E-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2216 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.