Obrovská hvězda byla zničena obří černou dírou

• obří Černá díra 290 milionů světelných let daleko zničila velkou hvězdu a její kousky vymrštila do vesmíru.
• NASARentgenová observatoř Chandra Evropské kosmické agentury a observatoř XMM-Newton Evropské kosmické agentury hledaly informace po této události.
• Rentgenová data odhalují relativní množství dusíku ve srovnání s uhlíkem v tomto poli hvězdných trosek.
• Srovnání s modely ukazuje, že hvězda třikrát větší než Slunce byla zničena, což z ní činí jednu z největších známých „přílivových poruch“.

Pomocí rentgenové observatoře NASA Chandra, observatoře XMM-Newton Evropské vesmírné agentury a dalších dalekohledů astronomové zjistili, že supermasivní černá díra zničila masivní hvězdu a její obsah vyvrhla do vesmíru. Analýzou podrobností rentgenových dat byl tým schopen odhadnout relativní množství dusíku ve srovnání s uhlíkem v důsledku tohoto gravitačního útoku. Tyto předměty poskytují badatelům cenná vodítka o typu hvězdy, která zemřela.

Umělecké ztvárnění akce

Umělcova ilustrace (v horní části tohoto článku) vzdává hold „Došlo k poruchám přílivu a odlivu(TDE) se nazývá ASASSN-14li a je středem zájmu nejnovější studie. Když se hvězda dostane příliš blízko k supermasivní černé díře systému, silná gravitace hvězdu roztrhne na kusy. Fotografie tohoto umělce zachycuje následky této destrukce. Poté, co byla hvězda roztržena, část jejího (červeného) plynu zůstala obíhat kolem ní a padala do černé díry. Část plynu byla odfouknuta větrem (modrá).

Analýza položek

Vědci použili rentgenovou spektroskopii – tedy graf jasnosti rentgenového záření ve srovnání s vlnovou délkou – z Chandra a XMM, aby sondovali prvky v těchto větrech. Spektrum Chandra je zobrazeno ve vložené části, kde jsou data zbarvena modře (kroucené čáry) a nejistoty pro každý datový bod jsou modré svislé čáry. Spektrum vzorku je zobrazeno červeně, přičemž v poklesu ve spektru je detekován dusík a v zvýrazněném poklesu není detekován žádný uhlík.

Rentgenové spektrum, Chandra. Zdroj: NASA/CXC/University of Michigan/J. Miller a kol.; Ilustrace: NASA/CXC/M.Weiss

Množství dusíku a maximální množství uhlíku, které může uniknout detekci, poskytuje minimální hodnotu poměru dusíku k uhlíku, která je v souladu s údaji. Tato hodnota ukazuje, že rozřezaná hvězda v ASASSN-14li má asi třikrát větší hmotnost než Slunce. To by z ní udělalo jednu z největších hvězd, jaké kdy byly zničeny v TDE.

Historický kontext a budoucí implikace

ASASSN-14li byl poprvé detekován v listopadu 2014 pozemními dalekohledy, když se zjistilo, že se jedná o nejbližší TDE k Zemi za zhruba deset let. V následujících letech tento systém pozorovalo mnoho dalekohledů, včetně Chandra.

Kromě neobvyklé velikosti hvězdného torpédoborce a schopnosti provádět podrobné forenzní analýzy je ASASSN-14li vzrušující také tím, co znamená pro budoucí studie. Astronomové viděli středně hmotné hvězdy jako ASASSN-14li v hvězdokupě, která obsahuje supermasivní černou díru ve středu naší galaxie. Schopnost odhadnout hvězdné hmotnosti slapově narušených hvězd by proto astronomům potenciálně poskytla způsob, jak určit přítomnost hvězdokup kolem supermasivních černých děr ve vzdálených galaxiích.

Až do této studie existovala velká možnost, že prvky detekované v rentgenovém záření mohly pocházet z plynu vyvrhnutého při předchozích explozích ze supermasivní černé díry. Zdá se však, že zde analyzovaný vzor prvků pochází z jedné hvězdy.

Reference: „Důkazy pro masivní hvězdnou poruchu v rentgenovém spektru ASASSN-14li“ od Johna M. Millera, Brenny Moaklerové, Enrica Ramirez-Ruize, Paula A. Dragise, Jeremyho J. Drakea, Johna Raymonda, Marka T. Reynolds, Chen Xiang, Saul Bin-yun a Abdel-Rahman Al-Zoghbi, 21. srpna 2023, k dispozici zde. a Astrophysical Journal Letters.
doi: 10.3847/2041-8213/ace03c

Článek popisující tyto výsledky byl publikován v Astrophysical Journal Letters. Autory jsou John M. Miller (University of Michigan, Ann Arbor), Brenna Moakler (Carnegie Observatories), Enrico Ramirez-Ruiz (University of California, Santa Cruz), Paul Dragis (University of Michigan), Jeremy Drake (Astrophysics Center) | Harvard a Smithsonian), John Raymond (Cfa), Mark Reynolds (University of Michigan), Chen Xiang (University of Michigan), Saul Bin Yun (University of Michigan) a Abdul Rahman Al-Zoghbi (University of Maryland).

Marshall Space Flight Center NASA řídí program Chandra. Rentgenové centrum Chandra Smithsonian Astrophysical Observatory řídí vědecké operace z Cambridge ve státě Massachusetts a letové operace z Burlingtonu ve státě Massachusetts.