Händelsen: Ett svart håls stjärnkalas

Den 11 februari 2022 utspelade sig en extraordinär kosmisk händelse miljardtals ljusår från jorden. En stjärna vågade sig för nära ett supermassivt svart hål, vilket resulterade i ett sällsynt fenomen som kallas en tidvattenstörningshändelse (TDE).

Under en TDE river det svarta hålets enorma gravitationskrafter sönder stjärnan och skapar strömmar av materia som kallas “spagettifiering”. När denna materia faller in i det svarta hålet frigör den en lysande stråle av energi som kan upptäckas av astronomer.

Upptäckten: En ljus blixt i mörkret

TDE:n, som fick namnet AT 2022cmc, upptäcktes först av den astronomiska undersökningen Zwicky Transient Facility. Dess exceptionella ljusstyrka väckte omedelbart uppmärksamhet och överträffade förväntningarna för gammastrålning.

Den dopplerförstärkta strålen: En kosmisk fyr

Forskare upptäckte snart att det svarta hålets stråle var riktad direkt mot jorden, vilket resulterade i en “Dopplerförstärkningseffekt”. Denna effekt fick strålen att verka ännu ljusare, vilket gjorde det möjligt för astronomer att observera TDE:n med enastående detaljer.

TDE:ns betydelse: Ett fönster mot supermassiva svarta hål

TDE:er är otroligt sällsynta, och endast ett fåtal har någonsin upptäckts. AT 2022cmc:s unika egenskaper ger värdefulla insikter i bildandet och utvecklingen av supermassiva svarta hål.

Vetenskapen bakom skådespelet

Gravitationskrafter och spagettifiering

Det svarta hålets gravitationskrafter är så intensiva att de kan förvränga och sträcka ut stjärnor till oigenkännlighet. Denna process, känd som spagettifiering, skapar de tunna materiaströmmar som matar det svarta hålet.

Strålbildning och dopplerförstärkning

När den sönderslitna stjärnmaterian faller in i det svarta hålet frigör den energi i form av en stråle. Om strålen råkar vara riktad mot jorden förstärker dopplereffekten dess ljusstyrka, vilket gör den lättare att observera.

Gammastrålningarnas roll

Gammastrålningar är kraftfulla explosioner som inträffar när massiva stjärnor kollapsar. Även om AT 2022cmc:s ursprungliga ljusstyrka antydde en gammastrålning, avslöjade ytterligare analyser en annan källa: ett supermassivt svart hål.

Framtiden för TDE-forskning

Upptäckten av AT 2022cmc har öppnat nya vägar för att studera TDE:er och supermassiva svarta hål. Astronomer använder nu denna händelse som en modell för att söka efter och karakterisera ytterligare TDE:er, vilket ger en djupare förståelse av dessa kosmiska fenomen.

Astronomer har upptäckt det ljusstarkaste kända objektet i universum, en kvasar som ligger 12 miljarder ljusår bort. Denna kvasar, som officiellt fått namnet J059-4351, är en lysande kärna i en galax som lyser mer än 500 biljoner gånger starkare än vår sol.

Vad är en kvasar?

Kvasarer är de ljusstarkaste objekten i kosmos. De drivs av supermassiva svarta hål som aktivt slukar en omgivande skiva av gas och stoft. Friktionen som uppstår när materia virvlar runt det svarta hålet frigör lysande hetta som kan ses på långt håll.

Rekordkvasaren

Kvasaren J059-4351 är det mest lysande objekt som någonsin observerats. Den drivs av ett svart hål som slukar mer än en solmassa i materia varje dag, vilket gör det till det snabbast växande svarta hålet som forskare någonsin sett.

Ackretionsskivan runt det svarta hålet är 15 000 gånger längre än avståndet mellan solen och Neptunus. Skivan lyser starkt när den frigör ofattbara mängder energi.

Hur astronomer hittade kvasaren

Forskarna upptäckte omedvetet den ultraljusa kvasaren på bilder som togs 1980 av Schmidt Southern Sky Survey, ett teleskop i Australien. Men de identifierade den först felaktigt som en stjärna.

Vanligtvis hittar astronomer kvasarer med hjälp av modeller för maskininlärning som tränats för att undersöka stora områden av himlen efter objekt som liknar kända kvasarer i befintliga data. Detta gör det svårare att upptäcka ovanligt ljusa kvasarer som inte liknar något som setts förut.

Förra året fastställde författarna till studien att objektet faktiskt var en kvasar med hjälp av ett teleskop vid Siding Spring Observatory i Australien. De följde upp med data från Very Large Telescope i Chile för att fastställa att kvasaren var den ljusstarkaste som någonsin setts.

Det svarta hålet i kvasarens centrum

Det svarta hålet i centrum av kvasaren J059-4351 väger ungefär lika mycket som 17 miljarder solar. Det är glupskt och konsumerar en mängd materia som motsvarar så mycket som 413 solar varje år.

När det svarta hålet konsumerar materia frigör det enorma mängder energi. Denna energi värmer upp ackretionsskivan till temperaturer på 10 000 grader Celsius och skapar kraftfulla vindar som skulle ta sig runt jorden på en sekund.

Kvasarens framtid

Det tog ungefär 12 miljarder år för ljuset från kvasaren J059-4351 att nå oss. Det betyder att vi ser kvasaren som den existerade för 12 miljarder år sedan.

Vid den tiden var universum mycket yngre och mer kaotiskt än det är idag. Det fanns mer gas och stoft som flöt fritt omkring, vilket gav det svarta hålet en riklig tillgång på föda.

Men med tiden har mycket av gasen och stoftet i universum konsoliderats till stjärnor och galaxer. Det betyder att svarta hål inte längre har lika mycket materia att livnära sig på som de hade i det tidiga universum.

Som ett resultat kommer det svarta hålet i centrum av kvasaren J059-4351 så småningom att sluta växa. Wolf tror att inget någonsin kommer att slå detta rekord för universums ljusstarkaste objekt.