En sällsynt ljusstråle, sänds ut av en stjärna när den sugs in av ett supermassivt svart hål, har upptäckts av forskare som använder teleskop från hela världen.
Fenomenet, känd som en tidvattenavbrottshändelse, är det närmaste bloss i sitt slag som hittills registrerats, inträffar bara 215 miljoner ljusår från jorden. Det orsakas när en stjärna passerar för nära ett svart hål och den extrema gravitationskraften från det svarta hålet river stjärnan i tunna strömmar av material - en process som kallas "spaghettifiering". Under denna process faller en del av materialet in i det svarta hålet, släpper ut en ljus flamma av energi som astronomer kan upptäcka.
Tidvattenstörningar är sällsynta och inte alltid lätta att studera eftersom de vanligtvis döljs av en ridå av damm och skräp. Ett internationellt team av forskare ledda av University of Birmingham kunde studera denna händelse i oöverträffad detalj eftersom den upptäcktes bara en kort tid efter att stjärnan slets isär.
Genom att använda European Southern Observatory's Very Large Telescope och New Technology Telescope, Las Cumbres Observatorys globala teleskopnätverk, och Neil Gehrels Swift Satellite, teamet kunde övervaka blossen, heter AT2019qiz, under en sexmånadersperiod när den blev ljusare och sedan försvann.
Studiens resultat publiceras i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . Detta stöddes och finansierades delvis av Science and Technology Facilities Council (STFC).
"Tanken på att ett svart hål "sug" en närliggande stjärna låter som science fiction. Men det här är precis vad som händer i en tidvattenavbrottshändelse, " säger huvudförfattaren Dr Matt Nicholl, en föreläsare och forskare i Royal Astronomical Society vid University of Birmingham. "Vi kunde i detalj undersöka vad som händer när en stjärna äts av ett sådant monster."
"När ett svart hål slukar en stjärna, det kan skjuta upp en kraftfull explosion av material utåt som hindrar vår sikt, " förklarar Samantha Oates, även vid University of Birmingham. "Detta händer eftersom energin som frigörs när det svarta hålet äter upp stjärnmaterial driver stjärnans skräp utåt."
I fallet med AT2019qiz, astronomer kunde identifiera fenomenet tidigt nog för att observera hela processen.
"Flera himmelundersökningar upptäckte utsläpp från den nya tidvattenavbrottshändelsen mycket snabbt efter att stjärnan slets isär, säger Thomas Wevers, en ESO-stipendiat i Santiago, Chile, som var vid Institute of Astronomy, Universitetet i Cambridge, STORBRITANNIEN, när han utförde arbetet. "Vi pekade omedelbart en svit markbaserade teleskop och rymdteleskop i den riktningen för att se hur ljuset producerades."
De snabba och omfattande observationerna i ultraviolett, optisk, Röntgen och radioljus avslöjade, för första gången, en direkt koppling mellan materialet som strömmar ut från stjärnan och det ljusa bloss som sänds ut när det slukas av det svarta hålet.
"Observationerna visade att stjärnan hade ungefär samma massa som vår egen sol, och att den förlorade ungefär hälften av det till det svarta hålet, som är över en miljon gånger mer massiv, sa Nicholl, som också är gästforskare vid University of Edinburgh.
"Eftersom vi fångade det tidigt, vi kunde faktiskt se ridån av damm och skräp dras upp när det svarta hålet startade ett kraftfullt utflöde av material med hastigheter upp till 10 000 km/s, sa Kate Alexander, NASA Einstein Fellow vid Northwestern University i USA. "Denna unika "kika bakom ridån" gav den första möjligheten att lokalisera ursprunget till det mörka materialet och följa i realtid hur det uppslukar det svarta hålet."
Forskningen hjälper astronomer att bättre förstå supermassiva svarta hål och hur materia beter sig i de extrema gravitationsmiljöerna runt dem. Teamet säger att AT2019qiz till och med kan fungera som en "Rosetta-sten" för att tolka framtida observationer av tidvattenstörningar. ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), planerade att börja arbeta under detta decennium, kommer att göra det möjligt för forskare att upptäcka allt svagare och snabbare utvecklande tidvattenstörningar, för att lösa ytterligare mysterier inom svarta håls fysik.
