Įsivaizduokite šviesą, keliaujančią per visatą 10 milijardų metų – per tuštumą, dulkių debesis, žvaigždžių spiečius ir galaktikų sūkurius. Kai ji pagaliau pasiekia mūsų teleskopus, ji atneša žinią apie kosminį siaubą: milžinišką juodosios skylės sprogimą, galingiausią, kokį kada nors esame užfiksavę.
Šviesos pliūpsnis, sklindantis iš objekto J2245+3743, buvo ryškesnis nei 10 trilijonų saulių vienu metu. Tai reiškinys, kuris ne tik sukrėtė astronomijos bendruomenę, bet ir perrašė mūsų supratimą apie tai, kaip juodosios skylės „minta“ ir kaip jos formuoja visatos struktūrą.
Juodosios skylės „puota“, matoma po 10 milijardų metų
Įvykis buvo pirmą kartą pastebėtas 2018 metais naudojant Zwicky pereinamųjų reiškinių įrenginį (ZTF) Kalifornijoje. Iš pradžių astronomai manė, kad tai įprastas aktyvaus galaktikos branduolio blyksnis – tačiau duomenys greitai atskleidė kažką beprecedenčio.
Vos per kelis mėnesius šviesos intensyvumas išaugo 40 kartų ir pasiekė tokį lygį, kuris 30 kartų viršijo bet kurį iki tol matytą reiškinį. Energijos išsiskyrimas prilygo 10⁵⁴ ergų – tiek, kiek kelis kartus paverstų visą Saulės masę gryna energija pagal Einšteino formulę E = mc².
„Tai buvo tarsi žvaigždžių žudikas – įvykis, kuris parodė, kiek ekstremalūs gali būti juodosios skylės procesai,“ – teigia daktaras James Harrington iš Oksfordo universiteto astrofizikos instituto.
Kaip gimsta tokie sprogimai?
Mokslininkai nustatė, kad šio blyksnio priežastis – potvynio ir atoslūgio įvykis (angl. TDE). Tai momentas, kai žvaigždė priartėja per arti juodosios skylės ir yra suplėšoma jos gravitacijos.
Šis procesas dar vadinamas spagetifikacija – žvaigždė ištempiama į ploną medžiagos srautą, kuris įsisuka į juodosios skylės akrecinį diską. Dalį medžiagos juodoji skylė praryja, dalį išmeta atgal į kosmosą šviesos greičiu. Šiuo atveju auka buvo supermasyvi žvaigždė, bent 30 kartų sunkesnė už Saulę, todėl energijos kiekis buvo stulbinamas.
Tokie įvykiai paprastai trunka kelis mėnesius, bet dėl laiko išsiplėtimo – reliatyvistinio efekto, kai laikas lėtėja tolimuose objektuose – šis sprogimas mums Žemėje atrodo tęsiantis net šešerius metus.
Kas daro J2245+3743 unikaliu?
Ši juodoji skylė, esanti už 10 milijardų šviesmečių, slepiasi aktyvaus galaktikos branduolio (AGN) šerdyje. Jos masė siekia apie 500 milijonų saulių, o įprastai toks branduolys yra toks ryškus, kad paslepia visus kitus reiškinius.
Tačiau šį kartą viskas vyko kitaip – TDE blyksnis buvo toks stiprus, kad visiškai užgožė net AGN švytėjimą. Tai leido astronomams pirmą kartą aiškiai stebėti, kaip tokie procesai vyksta aktyviame galaktikos centre.
„Tai neįtikėtinas laboratorinis atvejis – tarsi žvilgsnis į ankstyvąją visatą, kai juodosios skylės dar tik mokėsi „valgyti“ savo pirmąsias žvaigždes,“ – sako NASA mokslininkė Lina Zhou.
Ką tai reiškia mūsų supratimui apie visatą?
Šis reiškinys padeda atsakyti į seną klausimą: kaip juodosios skylės veikia galaktikų evoliuciją?
Kai tokia skylė „suvirškina“ žvaigždę, ji išmeta didžiulius energijos kiekius, kurie šildo aplinkinę erdvę, keičia dujų pasiskirstymą ir stabdo naujų žvaigždžių formavimąsi.
Tokiu būdu juodosios skylės tampa kosminiais architektais, kurie formuoja galaktikų gyvenimą ir mirtį.
Šviesos išsiskyrimas iš J2245+3743 taip pat patvirtina Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos prognozes – laiko išsiplėtimą ir šviesos raudonąjį poslinkį didžiuliuose atstumuose.
Kitos paslaptys: kas dar laukia atradimų?
Kol mokslininkai analizuoja šį reiškinį, Prinstono universiteto komanda siūlo naują teoriją apie vadinamąją „Y planetą“ Kuiperio juostoje – galimą Žemės dydžio kūną, kuris paaiškintų keistas išorinės Saulės sistemos orbitas.
Šie du atradimai rodo, kad mūsų žinios apie kosmosą vis dar labai ribotos. Kaip sako astronomė Aino Virtanen, „Kiekvienas blyksnis, kiekvienas signalas iš toli – tai ne tik šviesa iš praeities, bet ir laiškas iš pačios visatos, mokantis mus kuklumo.“
Juodosios skylės – praeities ir ateities raktas
Įvykis J2245+3743 – tai ne tik astronominis rekordas. Tai žvilgsnis į laikus, kai visata buvo vos trečdalis dabartinio amžiaus, kai juodosios skylės augo greitai ir formavo pirmąsias galaktikas.
Šiandien šviesa iš to įvykio pasiekia mūsų teleskopus, pasakodama istoriją apie destrukciją, kūrimą ir begalinį energijos ciklą.
Astronomai viliasi, kad Jameso Webbo kosminis teleskopas ir būsimos observatorijos leis dar giliau pažvelgti į tokius reiškinius – galbūt net pagauti akimirką, kai nauja žvaigždė virsta juodosios skylės auka.
Kai kitą kartą pažvelgsite į žvaigždėtą dangų, prisiminkite: kai kurie iš tų blyksnių – ne žvaigždės, o senos tragedijos iš visatos jaunystės, kurios dar ir šiandien pasakoja savo šviesos istoriją.
