W 2022 roku astronomowie zaobserwowali niezwykły rozbłysk w części nieba, na której poprzedniej nocy nie było śladu „pokazu świetlnego”. Astronomowie zidentyfikowali źródło tego zaskakująco jasnego błysku - okazało się, że jest to odległa czarna dziura. Takie wyrzuty materii nazywane są dżetami. Naukowcy szacują, że błysk wyemitował więcej światła niż tysiąc bilionów słońc!

Z reguły takie jasne błyski na niebie to rozbłyski gamma - wielkoskalowe strumienie promieniowania rentgenowskiego. Wybuchają one podczas kolapsu (ostrej kompresji) jąder masywnych gwiazd, a także podczas łączenia się dwóch gwiazd neutronowych lub czarnej dziury i gwiazdy neutronowej. Naukowcy twierdzą jednak, że to konkretne zdarzenie było 100 razy silniejsze niż poświata najpotężniejszego rozbłysku gamma. To było coś niezwykłego.

Aby wyjaśnić szczegóły tego, co się stało, astronomowie skupili jednocześnie kilka potężnych teleskopów na sygnale. Zebrali dane na kilku długościach fal w pasmach rentgenowskim, ultrafioletowym, optycznym i radiowym. Następnie eksperci z Massachusetts Institute of Technology ustalili prawdopodobne źródło sygnału. Najwyraźniej sygnał, nazwany AT 2022cmc, pochodzi z relatywistycznego dżetu materii. Wylatuje z supermasywnej czarnej dziury z prędkością bliską prędkości światła.

Astronomowie uważają, że dżet jest wytwarzany przez czarną dziurę, która nagle zaczęła pochłaniać pobliską gwiazdę, uwalniając przy tym ogromne ilości energii. Eksperci nazywają takie zjawiska „zdarzeniami rozerwania pływów”, w skrócie TDE. Naukowcy wielokrotnie obserwowali podobne TDE. Pojawiają się one gdy siły pływowe czarnej dziury rozrywają przechodzącą gwiazdę. Podobne, choć nie tak niszczycielskie, siły pływowe działają w układzie Ziemia-Księżyc. Z ich powodu w ziemskich oceanach występują przypływy i odpływy, które nadały nazwę tym siłom.

Jednak AT 2022cmc jest jaśniejsza niż jakikolwiek TDE znaleziony do tej pory. Źródłem jest również najbardziej odległy TDE, jaki kiedykolwiek odkryto. Leży około 8,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi – ponad połowa wszechświata, który ma prawie 14 miliardów lat. Zespół badawczy uważa, że ​​sygnał może wyglądać na jaśniejszy ze względu na fakt, że dżet pochodzi z czarnej dziury i kieruje się bezpośrednio w kierunku Ziemi.

Naukowcy nazywają ten efekt relatywistycznym lub Dopplerowskim zwiększeniem jasności. Znany jest również jako „efekt reflektorów”: gdy światło reflektorów samochodu jest skierowane bezpośrednio na obserwatora, wydaje się ono znacznie jaśniejsze niż światło skierowane od niego. AT 2022cmc jest czwartym TDE ze wzmocnieniem Dopplera, jakie kiedykolwiek odkryto. Astronomowie zaobserwowali takie zjawisko po raz pierwszy od 2011 roku. Jest to również pierwszy TDE wykryty podczas optycznego przeglądu nieba.

Naukowcy odkryli, że prędkość relatywistycznego dżetu wynosi 99,99% prędkości światła. Aby wytworzyć tak intensywny dżet, czarna dziura musi znajdować się w fazie ekstremalnej aktywności. W nadchodzących latach zaczną działać jeszcze potężniejsze teleskopy. Będą musieli wykryć jeszcze więcej TDE, a to pomoże rzucić światło na to, jak galaktyki rosną i tworzą się wokół supermasywnych czarnych dziur.

Wiemy, że na każdą galaktykę przypada co najmniej jedna supermasywna czarna dziura, która powstała bardzo szybko w ciągu pierwszego miliona lat istnienia wszechświata. To mówi nam, że czarne dziury]odżywiają się bardzo szybko, chociaż nie wiemy, jak działa ten proces karmienia. Więc źródła takie jak TDE mogą być dobrymi pomocnikami w badaniu tego procesu.

Nowe badanie zostało opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature Astronomy.