När ett svart hål tuggar upp en stjärna, den producerar synligt ljus eller röntgenstrålar, men astronomer har nästan aldrig upptäckt båda typerna av strålning. Astronomen Peter Jonker (SRON / Radboud University) och hans kollegor har nu sett ett antal fångade stjärnor med ett röntgenteleskop några år efter att de upptäcktes i optiskt ljus. Det verkar som att alla svarta hål äter på samma sätt trots allt, medan stämningsbelysningen varierar enligt ett fast mönster. Deras studie publiceras i Astrofysisk tidskrift .

Överallt i universum, gigantiska svarta hål lurar i mörkret i galaxernas centrum. Som ett bakhållsrovdjur, de väntar tålmodigt på att intet ont anande stjärnor ska passera, och använd deras överväldigande tyngdkraft för att dra isär dem till en spagettisträng och slutligen svälja dem. Astronomer ser ibland detta skådespel i synligt ljus, ibland på röntgen, men nästan aldrig i båda typerna av ljus samtidigt. Har svarta hål två olika sätt att äta en stjärna?

Från visuell till röntgen

Astronomen Peter Jonker (SRON / Radboud University) och hans internationella kollegor har nu observerat ett antal källor med Chandra-röntgenteleskopet som ursprungligen identifierades i det optiska bandet några år tidigare. Det verkar som om en stjärna, håller på att slukas, först utstrålar synligt ljus och sänder sedan ut röntgenstrålar. Så svarta hål har ett vanligt ätbeteende, medan stämningsbelysningen under middagen ändras enligt ett fast mönster, från mild vit till blek, ljusa röntgenstrålar. Jonkers fynd kan snart testas genom att kombinera data från den nyligen uppskjutna röntgensatelliten eROSITA – en föregångare till Athena – och teleskop som sveper över himlen och samlar in synligt ljus, som BlackGEM-teleskopet, som för närvarande installeras i Chile under överinseende av Radboud University.

Kollision

En fången stjärna sträcks ut till en så lång sträng att den möter sig själv efter en hel bana runt ett svart hål, som en orm som biter i svansen. Den kollisionen gör att strängen tappar höjd och faller mot det svarta hålet. Jonker har två möjliga förklaringar till sin teori om att både synligt ljus och röntgenstrålar frigörs, strikt i den ordningen.

Det första alternativet är att emission av synligt ljus orsakas av den energi som frigörs under kollisionen, och att vi ser röntgenstrålarna eftersom potentiell energi går förlorad under fallet mot det svarta hålet. Strömmen av strimlad stjärngas börjar glöda som en så kallad svart kropp, med en karakteristisk kurva som ett spektrum som toppar i mjuka röntgenstrålar.

Det andra alternativet är att själva kollisionen avger röntgenstrålar, men ett tätt moln dyker upp som absorberar röntgenstrålarna och återutsänder dem som synligt ljus. När tillräckligt med stjärnmaterial har försvunnit, molnet blir tillräckligt tunt för att låta röntgenstrålar passera igenom, inklusive röntgenstrålningen som ett resultat av störningen med tillhörande förlust av potentiell energi.

Rotation

En konsekvens av Jonkers teori är att det finns ett samband mellan svarta håls rotation och mängden röntgenstrålar som sänds ut av stjärnor när de äts. Huruvida svarta hål roterar är för närvarande okänt. Om eROSITA observerar hundratals spagettisträngar varje år, detta kan bekräfta att svarta hål roterar. Om bara ett fåtal upptäcks varje år, det skulle indikera stationära svarta hål.