O stea a fost prinsă în capcana unei găuri negre super-masive. Astronomii vor urmări "moartea" ei în direct, într-o explozie de energie

O stea care s-a apropiat prea mult de gaura neagră super-masivă din centrul galaxiei sale are mai puțin de șase ani tereștri până când va fi complet distrusă de aceasta, relatează Agerpres, care citează Space.com.

Steaua se află în galaxia LEDA 3091738, situată la o distanță de 300 de milioane de ani lumină de noi.

Potrivit studiului publicat luna aceasta în The Astrophysical Journal, în jurul găurii negre super-masive, numite neoficial "Ansky", orbitează un obiect de cu o masă mult mai mică.

Ansky - sau  ZTF10acnsky, conform numelui de catalog - prezintă erupții de raze X cu o periodicitate de aproximativ 4 zile şi jumătate, iar fiecare erupție durează o zi şi jumătate.

Ulterior, erupțiile se opresc, iar ciclul se reia. Astronomii numesc acest fenomen "erupții cvasi-periodice", QPE.

Până în prezent au fost descoperite doar opt surse QPE în întregul Univers cunoscut, iar Ansky produce cele mai puternice astfel de fenomene.

Fenomenele au fost studiate de o echipă de astronomi coordonată de Joheem Chakraborty, cercetător la Massachusetts Institute of Technology.

Echipa de astronomi a avut acces la instrumentul NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) ce este amplasat pe Stația Spațială Internațională (ISS), precum şi la telescopul spațial XMM-Newton, aparținând Agenției Spatiale Europene.

Erupțiile cvasi-periodice sunt produse, de fapt, de steaua care orbitează în jurul găurii negre

"Aceste QPE sunt fenomene misterioase şi extraordinar de interesante. Unul dintre cele mai interesante aspecte ține de natura cvasi-periodică a acestor fenomene.

Încă lucrăm la metodologiile şi cadrul de care avem nevoie pentru a înțelege ce produce aceste fenomene, iar proprietățile neobișnuite ale lui Ansky ne ajută să îmbunătățim aceste unelte", arată Joheem Chakrabortyel.

Gaura neagră super-masivă Ansky are o masă de ordinul unui milion de sori.

Ea este înconjurată de un așa-numit disc de acreție, format din gaze fierbinți care se învârt în jurul miezului extraordinar de comprimat și dens, așteptând să fie consumate de acesta.

Între timp, un obiect de masă stelară orbitează foarte aproape de această gaură neagră şi trece periodic prin discul de acreție.

În acele momente, unde de șoc străbat acest disc, iar temperatura gazelor crește în apropierea punctului de intrare al stelei.

Gazele fierbinți sunt expulzate de pe orbita stelei, fiind  proiectate în spațiu.

Echipa coordonată de Chakraborty a observat gaura neagră Ansky cu dispozitivul NICER de 16 ori pe zi în perioada mai - iulie 2024, monitorizând periodicitatea erupțiilor.

După ce au adăugat datele obținute de la telescopul spațial european XMM-Newton, astronomii au descoperit că obiectul din apropierea lui Ansky este o stea care își trăiește ultimele clipe.

"Moartea" în direct a unei stele într-o gaură neagră

Energia orbitală a stelei este suficientă pentru a încălzi gazul din discul de acreție și pentru a provoca apoi produce acele erupții de materie, echivalente cu masa planetei Jupiter, la viteze de până la 15% din viteza luminii.

De fiecare dată când steaua plonjează prin disc şi produce fenomenul QPE, pierde o parte din energia orbitală, ceea ce o face să se apropie din ce în ce mai mult de gaura neagră.

Presupunând că această stea are aceeași masă ca și Soarele nostru, se vor mai produce aproximativ 400 de fenomene QPE, într-un interval de timp de 2000 de zile, sau 5 până la 6 ani, până când astrul își va pierde întreaga energie orbitală.

În cadrul acestui proces, orbita stelei se va micșora, iar frecvența de producere a erupțiilor QPE va crește, până când steaua va fi complet distrusă de forțele mareice ale găurii negre.

Dacă steaua are masa mai mare decât Soarele, atunci va supraviețui o perioadă mai lungă de timp.

Modificarea frecvenței de producere a fenomenelor QPE va face posibilă şi calcularea cu precizie a masei stelare.

"Vom observa gaura neagră Ansky cât de mult vom putea. Încă suntem la începutul înțelegerii fenomenelor QPE. Avem foarte multe de învățat", arată Joheem Chakraborty.

Când steaua își va pierde energia orbitală şi va fi consumată de Ansky, va fi eliberată o cantitate colosală de energie, iar astronomii vor putea observa, în timp real, întregul proces de distrugere a unei stele.