Ved å bruke NASAs Neil Gehrels Swift-observatorium, som ble skutt opp i 2004, oppdaget forskere et svart hull i en fjern galakse som gjentatte ganger «nappet» på en sollignende stjerne.
Objektet varsler en ny æra av vitenskap med Swift, muliggjort takket være en ny metode for å analysere data fra satellittens XRT (X-ray Telescope) instrument.
«Swifts maskinvare og programvare og ferdighetene til det internasjonale teamet har gjort det mulig for den å tilpasse seg nye områder innen astrofysikk gjennom hele livet,» sa han. Phil Evansen astrofysiker ved University of Leicester i Storbritannia, og et mangeårig medlem av Swift-teamet.
«Neil Gehrels, misjonens navnebror, overvåket og oppmuntret mange av disse overgangene. Nå, med denne nye evnen, gjør det vitenskapen enda mer interessant”, la forskeren til.
Evans ledet en studie om den uheldige stjernen og dets sultne sorte hull, samlet referert til som Swift J023017.0+283603 (eller forkortet Swift J0230), som ble publisert 7. september i bladet Natur astronomi.
Når en stjerne kommer for nærme et monstrøst sort hull, skaper gravitasjonskrefter intense tidevann som river den fra hverandre til en strøm av gass. Den fremre enden roterer rundt det sorte hullet og den bakre enden unnslipper systemet.
Disse destruktive episodene kalles tidevannsforstyrrelser. Astronomer ser på dem som lysutbrudd ved forskjellige bølgelengder som skapes når rusk kolliderer med en skive av materiale som allerede går i bane rundt det sorte hullet.
Astronomer har nylig undersøkt varianter av dette fenomenet, som de kaller delvise eller gjentatte tidevannsforstyrrelser.
Under disse hendelsene, når en stjerne i bane passerer nær et svart hull, stjernen buler utover og mister materiale, men overleverDet er. Prosessen gjentar seg til stjernen mister for mye gass og ender opp med å bli ødelagt.
Egenskapene til hvert enkelt stjerne- og sorte hullsystem bestemme type utslipp som forskere observerer, og skaper et bredt utvalg av atferd som kan kategoriseres.
Tidligere eksempler inkluderer en eksplosjon som skjedde hver 114. dagpotensielt forårsaket av en gigantisk stjerne som går i bane rundt et sort hull 78 millioner ganger solens masse.
En annen skjedde hver niende times rundt et svart hull med 400 000 ganger solens masse, sannsynligvis forårsaket av en stjerne «aske» i bane kalt hvit dverg.
22. juni 2022, XRT fanget Swift J0230 for første gang. Den «lyser opp» i en galakse omtrent 500 millioner lysår unna, i retning av stjernebildet Triangulum på den nordlige halvkule.
Swifts XRT observerte ni ekstra eksplosjoner fra samme sted omtrent med noen få ukers mellomrom.
Evans og teamet hans foreslår at Swift J0230 er en gjentatt forstyrrelse av en sollignende stjerne som går i bane rundt et svart hull som er mer enn 200 000 ganger solens masse.
De anslår at stjernen mister omtrent tre jordmasser av materiale i hvert pass. Dette systemet bygger bro over andre typer mistenkte gjentatte forstyrrelser og har gjort det mulig for forskere å modellere hvordan interaksjoner mellom forskjellige typer stjerner og størrelser på sorte hull påvirker det vi observerer.
«Vi søkte og søkte etter lysende hendelse i dataene samlet inn av Swifts UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope),» sa han. Alice Breeveld, forsker ved MSSL (Mullard Space Science Laboratory) ved University College London, som har jobbet med instrumentet siden før satellitten ble skutt opp. «Men det var ingen tegn til ham. Galaksens variasjon var utelukkende i røntgenstrålene. Dette bidro til å utelukke andre potensielle årsaker.»
Oppdagelsen av Swift J0230 ble muliggjort av en ny automatisert undersøkelse av XRT-observasjoner utviklet av Evans kalt «Swift X-ray Transient Detector».
Etter at instrumentet har observert en del av himmelen, overføres dataene til bakken og programmet sammenligner dem med tidligere bilder fra samme sted med XRT. Hvis den delen av himmelen, i røntgenstråler, har endret seg, mottar forskerne et varsel.
I tilfellet med Swift J0230 var Evans og kollegene hans i stand til raskt å koordinere ytterligere observasjoner av regionen.
Swift ble opprinnelig designet for å studere gammastråleutbrudd kraftigste eksplosjoner i kosmos. Siden satellitten ble skutt opp, har imidlertid forskere anerkjent dens evne til å studere en rekke himmellegemer, for eksempel tidevannsforstyrrelser og kometer.
«Swift J0230 ble oppdaget bare omtrent to måneder etter at Phil lanserte programmet sitt,» sa S. Bradley Cenkohovedetterforsker for oppdraget ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.
«Det lover godt for detektorens evne til å identifisere andre forbigående hendelser og for Swifts fremtid når det gjelder å utforske nye vitenskapelige rom.»
