Et teleskop kikker inn i mørke verdensrommet. Plutselig dukker det opp en strålende lysglimt som ikke var der før. Hva kan det være? En supernova? To massivt tette stjerner som smelter sammen? Kanskje en gammastråle sprakk?
For fem år siden merket forskere som brukte ROTSE IIIb-teleskopet ved McDonald Observatory nettopp en slik hendelse. Men langt fra å være din stasjonære eksplosjon eller nøytronstjernesammenslåing, tror astronomene at denne bittesmå fakkelet faktisk var et bevis på et supermassivt svart hull i sentrum av en fjern galakse, og rev en stjerne til strimler .
Astronomer på McDonald hadde brukt teleskopet for å skanne himmelen etter slike begynnende blink i mange år, som en del av ROTSE Supernova Verification Project (SNVP). Og med den første rødmen, hendelsen som ble sett i begynnelsen av 2009, som forskerne fikk kallenavnet "Dougie," så ut som mange av de andre supernovaene de hadde oppdaget i løpet av prosjektet. Med en flammende - absolutt lysstyrke på 22,5 størrelser, passet hendelsen helt i klassen av superluminøse supernovaer som forskerne allerede var kjent med.
Men etter hvert som tiden gikk og mer data om Dougie rullet inn, begynte astronomene å ombestemme seg. Røntgenobservasjoner gjort av den omløpende Swift-satellitten og optiske spektre tatt av McDonald's Hobby-Eberly Telescope avslørte en utvikling av lyskurve og kjemisk sminke som ikke passet med datasimuleringer av superluminøse supernovaer. På samme måte så Dougie ikke ut til å være en nøytronstjernesammenslåing, som ville ha nådd topp lysstyrke langt raskere enn det som ble observert, eller et gammastråleutbrudd, som selv i en vinkel ville ha virket langt lysere i røntgenlys .
Det ga bare ett alternativ: en såkalt “tidevannsforstyrrelse”, eller blodbadet og spaghettifiseringen som oppstår når en stjerne vandrer for nær en horisont av et svart hull. J. Craig Wheeler, leder for supernova-gruppen ved University of Texas i Austin og medlem av teamet som oppdaget Dougie, forklarte at på korte avstander utøver et svart hulls tyngdekraft et mye sterkere trekk på siden av stjernen nærmest det enn det gjør på stjernens motsatte side. Han forklarte: "Disse spesielt store tidevannene kan være sterke nok til at du drar stjernen ut i en nudler."
Teamet raffinerte modellene for arrangementet og kom til en overraskende konklusjon: etter å ha trukket inn Dougys stjernemateriale litt raskere enn det klarte, ble det "hullet" på det siste måltidet. Dette skyldes et astrofysisk prinsipp kalt Eddington Limit, som sier at et svart hull av en gitt størrelse bare kan takle så mye infalling materiale. Etter at denne grensen er nådd, utøver ethvert ekstra inntak av materie mer press utover enn det sorte hullets tyngdekraft kan kompensere for. Denne trykkøkningen har en slags rebound-effekt, og kaster materiale fra det sorte hullets tilskuddsskive sammen med varme og lys. En slik strøm av energi utgjør i det minste en del av Dougys lysstyrke, men indikerer også at den opprinnelige døende stjernen - en stjerne ikke ulikt vår egen sol - ikke falt ned uten kamp.
Ved å kombinere disse observasjonene med matematikken til Eddington-grensen, anslår forskerne det svarte hullets størrelse til å være omtrent 1 million solmasser - et ganske lite svart hull, i sentrum av en ganske liten galakse, tre milliarder lysår unna. Funn som disse lar ikke bare astronomer forstå fysikken til sorte hull, men også egenskapene til deres ofte upretensiøse hjemmegalakser. Tross alt, fortalte Wheeler, "Hvem visste at denne lille karen hadde et svart hull?"
For å få et simulert glimt av Dougie for deg selv, sjekk ut den fantastiske animasjonen nedenfor, takket være teammedlem James Guillochon:
Forskningen er publisert i denne månedens utgave av The Astrophysical Journal. En forhåndsutskrift av papiret er tilgjengelig her.
