Tidligere i år ble European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT) varslet etter at en uvanlig kilde til synlig lys hadde blitt oppdaget av et undersøkelsesteleskop. VLT, sammen med andre teleskoper, ble raskt reposisjonert mot kilden: et supermassivt sort hull i en fjern galakse som hadde slukt en stjerne og drevet ut restene i en jetfly. VLT bestemte at det var det fjerneste eksemplet på en slik hendelse som noen gang har blitt observert. Fordi jeten peker nesten mot oss, er dette også første gang den har blitt oppdaget med synlig lys, noe som gir en ny måte å oppdage disse ekstreme hendelsene.
Stjerner som vandrer for nærme en svart hull blir revet fra hverandre av de utrolige tidevannskreftene til det sorte hullet i det som er kjent som en tidevannsforstyrrelseshendelse (TDE). Omtrent 1 % av disse forårsaker plasmastråler og stråling å bli kastet ut fra polene til det roterende sorte hullet. I 1971 introduserte svarte hull-pioneren John Wheeler konseptet med jetted-TDE som «en tube med tannkrem grep tett rundt midten» får systemet til "sprut materie ut av begge ender."
"Vi har bare sett en håndfull av disse jetted-TDE-ene, og de er fortsatt svært eksotiske og dårlig forstått hendelser," sier Nial Tanvir fra University of Leicester i Storbritannia, som ledet observasjonene for å bestemme objektets avstand med VLT. Astronomer jakter derfor konstant på disse ekstreme hendelsene for å forstå hvordan jetflyene faktisk er skapt og hvorfor en så liten brøkdel av TDE produserer dem.
Som en del av dette oppdraget undersøker mange teleskoper, inkludert Zwicky Transient Facility (ZTF) i USA, himmelen gjentatte ganger etter tegn på kortvarige, ofte ekstreme, hendelser som deretter kan studeres i mye større detalj av teleskoper som ESOs VLT i Chile. "Vi utviklet en åpen kildekode-datapipeline for å lagre og utvinne viktig informasjon fra ZTF-undersøkelsen og varsle oss om atypiske hendelser i sanntid," forklarer Igor Andreoni, en astronom ved University of Maryland i USA som ledet artikkelen publisert i dag i Nature sammen med Michael Coughlin fra University of Minnesota.
I februar i år oppdaget ZTF en ny kilde til synlig lys. Begivenheten, kalt AT2022cmc, minnet om en gammastråleutbrudd - den kraftigste lyskilden i universet. Utsikten til å være vitne til dette sjeldne fenomenet fikk astronomer til å utløse flere teleskoper fra hele kloden for å observere mysteriekilden mer detaljert. Dette inkluderte ESOs VLT, som raskt observerte denne nye hendelsen med X-shooter-instrumentet. VLT-dataene plasserte kilden på en enestående avstand for disse hendelsene: lyset produsert fra AT2022cmc begynte sin reise da univers var omtrent en tredjedel av sin nåværende alder.
Et bredt utvalg av lys, fra høyenergi gammastråler til radiobølger, ble samlet inn av 21 teleskoper rundt om i verden. Teamet sammenlignet disse dataene med forskjellige typer kjente hendelser, fra kollaps stjerner til kilonovaer. Men det eneste scenariet som samsvarte med dataene var en sjelden jetted-TDE som pekte mot oss. Giorgos Leloudas, en astronom ved DTU Space i Danmark og medforfatter av denne studien, forklarer at "Fordi den relativistiske jetstrålen peker på oss, gjør den hendelsen mye lysere enn den ellers ville se ut, og synlig over et bredere spenn av det elektromagnetiske spekteret."
VLT-avstandsmålingen fant at AT2022cmc var den fjerneste TDE som noen gang har blitt oppdaget, men dette er ikke det eneste rekordhøye aspektet ved dette objektet. "Inntil nå ble det lille antallet jetted-TDE-er som er kjent opprinnelig oppdaget ved hjelp av høyenergi-gamma- og røntgenteleskoper, men dette var den første oppdagelsen av en under en optisk undersøkelse." sier Daniel Perley, en astronom ved Liverpool John Moores University i Storbritannia og medforfatter av studien. Dette demonstrerer en ny måte å oppdage jetted-TDEs, som tillater videre studier av disse sjeldne hendelsene og sondering av de ekstreme miljøene rundt sorte hull.
Journal Reference
- Igor Andreoni, et al. En veldig lysende jet fra forstyrrelsen av en stjerne av et massivt svart hull. Natur DOI: 10.1038/s41586-022-05465-8
