​K Zemi smeruje záhadný lúč svetla z vesmíru. Vedci odhalili jeho pôvod

Astronómovia z Palomarského observatória v Kalifornii si jednej noci v prvej polovici roka 2022 všimli na oblohe záblesk, ktorý tam noc predtým nefiguroval. Zbežné výpočty ukázali, že svetlo má intenzitu približne 1000 triliónov sĺnk.

Tím publikoval svoj nález v astronomickom newsletteri, čo vzbudilo záujem profesionálov z celého sveta. Signál zaujal aj vedcov z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) v Cambridge, ktorí v snahe spoznať jeho pôvod zozbierali ďalšie údaje o jeho vlnových dĺžkach.

MIT napokon odhalil pravú príčinu záhadného svetla z hlbín vesmíru. Na stránkach prestížneho žurnálu Nature Astronomy informuje, že signál s názvom AT 2022cmc pravdepodobne pochádza z relativistického prúdu hmoty vyvrhnutého zo supermasívnej čiernej diery takmer v rýchlosti svetla. Podľa všetkého ide o výsledok pohltenia hviezdy čiernou dierou, pri ktorom došlo k uvoľneniu obrovského množstva energie.

Lúč namierený priamo na Zem

Moment, keď dochádza k „roztrhnutiu“ hviezdy po priblížení k čiernej diere, sa označuje aj skratkou TDE („tidal disruption event“), pričom AT 2022cmc je svetlejší ako ktorýkoľvek doteraz zaznamenaný TDE. Pri vzdialenosti 8,5 miliardy svetelných rokov je zároveň od nás dodnes najvzdialenejší.

Silná intenzita zachyteného signálu podľa vedcov súvisí s tým, že smeruje priamo k Zemi. Takéto TDE sme dosiaľ zaznamenali len tri, naposledy v roku 2011. Objav nám môže poskytnúť cenné údaje o raste čiernych dier a tvarovaní galaxií v ich blízkosti.

„Vieme, že v každej galaxii sa nachádza jedna supermasívna čierna diera. Tieto objekty vznikli veľmi rýchlo v priebehu prvých miliónov rokov od vzniku vesmíru,“ vysvetľuje spoluautor štúdie Matteo Lucchini z MIT. „To naznačuje, že sa kŕmia veľmi rýchlo, aj keď nevieme, ako tento proces prebieha. Zdroje ako TDE nám môžu poslúžiť ako spoľahlivá sonda do tohto diania.“

Po počiatočnej zmienke o AT 2022cmc vo vedeckom vestníku si tím z MIT preveril signál pomocou röntgenového teleskopu umiestneného na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS).

„V prvé tri dni všetko vyzeralo normálne,“ približuje vedúci výskumu Dheeraj Pasham. „Potom sme sa na to pozreli cez röntgen a zistili sme, že zdroj je príliš svetlý.“ Vesmírne záblesky s podobnou intenzitou sa väčšinou pripisujú gama lúčom, ktoré vznikajú pri kolapse masívnych hviezd.

„Táto udalosť bola stokrát silnejšia ako ten najsilnejší výbuch gama žiarenia po kolapse,“ tvrdí Pasham. „Šlo o niečo výnimočné.“

Cestuje takmer rýchlosťou svetla

Tím po dobu niekoľkých týždňov pomocou röntgenových, rádiových, optických a UV teleskopov sledoval aktivitu signálu. Jeho členovia čoskoro zistili, že záblesky vynikajú svojou intenzitou najmä v röntgenovom spektre, čo prisúdili extrémnej akrécii. Pri tej v okolí čiernej diery vzniká takzvaný akrečný disk, ktorý pozostáva z úlomkov pohlcovanej hviezdy.

Svetelnosť röntgenových lúčov AT 2022cmc je porovnateľná s tromi predtým identifikovanými TDE, z ktorých každý vylučuje hmotu a svetlo smerom priamo k Zemi. Keď už bola zrejmá táto skutočnosť, astronómovia sa pozreli na to, ako rýchlo sa vyvrhovaný prúd pohybuje.

„Zistili sme, že rýchlosť prúdu je 99,99 percent rýchlosti svetla,“ približuje Lucchini. Takýto rýchly prúd dokáže vyprodukovať len extrémne aktívna čierna diera.

„Pravdepodobne pohlcuje hviezdu rýchlosťou polovice hmoty slnka za rok,“ odhaduje Pasham, podľa ktorého sa jeho tímu podarilo zachytiť tento proces hneď na začiatku.

„Očakávame, že v budúcnosti spozorujeme mnohé ďalšie takéto TDE,“ dodáva Lucchini. „Potom sa nám snáď konečne podarí určiť, ako presne čierne diery vyvrhujú tieto extrémne silné prúdy.“