I mitten av en avlägsen galax, ett svart hål förbrukar långsamt en gasskiva som virvlar runt det som vatten som cirkulerar ett avlopp. När ett stadigt pip av gas dras in i den gapande magen, ultraheta partiklar samlas nära det svarta hålet, över och under disken, genererar ett lysande röntgenljus som kan ses 300 miljoner ljusår bort på jorden. Dessa samlingar av ultrahet gas, kallas svarta håls coronas, har varit kända för att uppvisa märkbara förändringar i deras ljusstyrka, ljusare eller dämpas med upp till 100 gånger när ett svart hål matas.

Men för två år sedan astronomer såg med vördnad när röntgenstrålar från det svarta hålets korona i en galax känd som 1ES 1927+654 försvann helt, bleknar med en faktor 10, 000 på cirka 40 dagar. Nästan omedelbart började det återhämta sig, och ungefär 100 dagar senare hade det blivit nästan 20 gånger ljusare än före händelsen.

Röntgenljuset från en svart håls korona är en direkt biprodukt av det svarta hålets matning, så försvinnandet av det ljuset från 1ES 1927+654 betyder troligen att dess matförsörjning hade stängts av. I en ny studie i Astrofysiska tidskriftsbrev , Forskare antar att en stjärna som har sprungit kan ha kommit för nära det svarta hålet och slitits isär. Om detta var fallet, snabbrörliga skräp från stjärnan kunde ha kraschat genom en del av skivan, kortvarigt sprida gasen.

"Vi ser normalt inte sådana här variationer i anhopning av svarta hål, sa Claudio Ricci, en biträdande professor vid Diego Portales University i Santiago, Chile, och huvudförfattare till studien. "Det var så konstigt att vi först trodde att det kanske var något fel med uppgifterna. När vi såg att det var verkligt, det var väldigt spännande. Men vi hade heller ingen aning om vad vi hade att göra med; ingen vi pratade med hade sett något liknande."

Nästan varje galax i universum kan vara värd för ett supermassivt svart hål i dess centrum, som den i 1ES 1927+654, med massor som är miljoner eller miljarder gånger större än vår sol. De växer genom att konsumera gasen som omger dem, annars känd som en accretion disk. Eftersom svarta hål inte avger eller reflekterar ljus, de kan inte ses direkt, men ljuset från deras koronor och ansamlingsskivor erbjuder ett sätt att lära sig om dessa mörka föremål.

Författarnas stjärnhypotes stöds också av att några månader innan röntgensignalen försvann, observatorier på jorden såg skivan ljusna avsevärt i våglängder för synligt ljus (de som kan ses av det mänskliga ögat). Detta kan ha varit resultatet av den första kollisionen av stjärnskräpet med skivan.

Gräver djupare

Den försvinnande händelsen i 1ES 1927+654 är unik inte bara på grund av den dramatiska förändringen i ljusstyrka, men också på grund av hur noggrant astronomer kunde studera det. Det synliga ljuset fick Ricci och hans kollegor att begära uppföljande övervakning av det svarta hålet med hjälp av NASA:s neutronstjärna Interior Composition Explorer (NICER), ett röntgenteleskop ombord på den internationella rymdstationen. Totalt, NICER observerade systemet 265 gånger under 15 månader. Ytterligare röntgenövervakning erhölls med NASA:s Neil Gehrels Swift Observatory – som också observerade systemet i ultraviolett ljus – samt NASA:s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) och ESA (Europeiska rymdorganisationen) XMM-Newton-observatorium (som har NASA-inblandning).

När röntgenljuset från koronan försvann, NICER och Swift observerade röntgenstrålar med lägre energi från systemet så att, kollektivt, dessa observatorier gav en kontinuerlig ström av information under hela evenemanget.

Även om en egensinnig stjärna verkar vara den mest troliga boven, författarna noterar att det kan finnas andra förklaringar till den aldrig tidigare skådade händelsen. En anmärkningsvärd egenskap hos observationerna är att den totala minskningen av ljusstyrkan inte var en mjuk övergång:Dag till dag, de lågenergiröntgenstrålar som NICER upptäcktes visade dramatisk variation, ibland ändras ljusstyrkan med en faktor 100 på så lite som åtta timmar. I extrema fall, svarta hålskoronor har varit kända för att bli 100 gånger ljusare eller mörkare, men på mycket längre tidsskalor. Sådana snabba förändringar som inträffade kontinuerligt i månader var extraordinära.

"Denna datauppsättning har många pussel i sig, " sa Erin Kara, en biträdande professor i fysik vid Massachusetts Institute of Technology och medförfattare till den nya studien. "Men det är spännande, eftersom det betyder att vi lär oss något nytt om universum. Vi tycker att stjärnhypotesen är bra, men jag tror också att vi kommer att analysera den här händelsen under lång tid."

Det är möjligt att denna typ av extrem variation är vanligare i svarta håls ackretionsskivor än vad astronomer inser. Många fungerande och kommande observatorier är utformade för att söka efter kortsiktiga förändringar i kosmiska fenomen, en praktik som kallas "tidsdomänastronomi, " vilket kan avslöja fler händelser som denna.

"Denna nya studie är ett bra exempel på hur flexibilitet i observationsschemaläggning tillåter NASA och ESA-uppdrag att studera objekt som utvecklas relativt snabbt och leta efter långsiktiga förändringar i deras genomsnittliga beteende, " sa Michael Loewenstein, en medförfattare till studien och en astrofysiker för NICER-uppdraget vid University of Maryland College Park och NASA:s Goddard Space Flight Center (GSFC) i Greenbelt, Maryland. "Kommer detta matande svarta hålet att återgå till det tillstånd det var i före störningshändelsen? Eller har systemet förändrats i grunden? Vi fortsätter våra observationer för att ta reda på det."