Astronomer har foretatt en grundig rettsmedisinsk undersøkelse av en stjerne som ble revet i stykker da den våget seg for nærme et gigantisk sort hull og deretter ble slynget inn i rommet.
NASAs Chandra X-ray Observatory og ESAs XMM-Newton studerte mengden nitrogen og karbon nær et sort hull som er kjent for å ha revet i stykker en stjerne.
Astronomer tror at disse elementene ble skapt inne i stjernen før den ble dannet. knust når du nærmer deg det sorte hullet.
«Vi ser innsiden av det som pleide å være en stjerne,» sa Jon Miller, fra University of Michigan, som ledet studien. «Elementene som er igjen er ledetråder vi kan følge for å finne ut hva slags stjerne som møtte slutten.»
De siste årene har astronomer funnet mange eksempler på «forstørrelseshendelser» tidevannsforstyrrelse«, der gravitasjonskreftene til et massivt svart hull ødelegger en stjerne.
Dette forårsaker et utbrudd, ofte sett i synlig, ultrafiolett og røntgenstråler, ettersom stjernens rusk blir oppvarmet. Denne hendelsen, kalt ASASSN-14liskiller seg ut av flere grunner.
På tidspunktet for oppdagelsen, i november 2014, var det den nærmeste tidevannsforstyrrelsen til Jorden (290 millioner lysår) som ble oppdaget på et tiår.
På grunn av denne nærheten ga ASASSN-14li et ekstraordinært nivå på detaljer om den ødelagte stjernen. Millers team brukte nye teoretiske modeller for å gjøre bedre estimater, sammenlignet med tidligere arbeid, av mengden nitrogen og karbon rundt det sorte hullet.
«Disse røntgenteleskopene kan brukes som rettsmedisinske verktøy i verdensrommet,» sa medforfatter Brenna Mockler fra Carnegie Observatories og University of California, Los Angeles.
«Den relative mengden nitrogen og karbon vi fant peker på materiale fra det indre av en dødsdømt stjerne ca. tre ganger solens masse«, la astronomen til.
Stjernen i ASASSN-14li-arrangementet er derfor en av de mest massive – kanskje den mest massive – som astronomer har sett ødelagt av et svart hull til dags dato.
«ASASSN-14li er spennende fordi en av de vanskeligste tingene med tidevannsforstyrrelser er å kunne måle massen til den uheldige stjernen, slik vi gjorde her,» sa medforfatter Enrico Ramirez-Ruiz fra University of California, Santa Cruz.
«Å observere ødeleggelsen av en massiv stjerne av et supermassivt sort hull er fascinerende fordi de mest massive stjernene forventes å være betydelig mindre vanlig enn stjerner med lavere masse.»
Tidligere i år rapporterte et annet team av astronomer om «Scary Barbie»-hendelsen, der de estimerte at en stjerne omtrent 14 ganger solens masse ble ødelagt av et svart hull.
Men dette fenomenet er ennå ikke bekreftet som en tidevannsforstyrrelse, hvor estimatet av stjernens masse hovedsakelig er basert på lysstyrken til utbruddet og ikke på en detaljert analyse av materialet rundt det sorte hullet, som i tilfellet ASASSN-14li.
Et annet interessant aspekt ved ASASSN-14li-resultatet er hva det betyr for fremtidige studier. Astronomer har observert moderat massive stjerner som ASASSN-14li i stjernehopen som inneholder det supermassive sorte hullet i sentrum av galaksen vår.
Derfor kan evnen til å estimere stjernemassene til tidevannsforstyrrede stjerner gi astronomer en måte å identifisere tilstedeværelsen av stjernehoper rundt sorte hull supermassiver i fjernere galakser.
Inntil denne studien var det en sterk mulighet for at elementene som ble observert i røntgenstråler kunne komme fra gass som frigjøres i utbrudd tidligere bilder av det supermassive sorte hullet. Mønsteret av elementer som er analysert her, ser imidlertid ut til å ha kommet fra en enkelt stjerne.
Et tidligere verk, utgitt i 2017 av Chenwie Yangfra Hefei University of Science and Technology i Kina, brukte Hubble-data for å vise at det er mer nitrogen enn karbon i ASASSN-14li, men i mindre mengde fra det Millers team fant ved hjelp av røntgendata Forfatterne regnet ut at stjernen bare hadde en masse tilsvarende 0,6 soler.
Den nye vitenskapelige artikkelen ble publisert i 20. august-utgaven av The Astrophysical Journal Letters og er tilgjengelig på nettet.
