Zvijezde koje preživljavaju ponovljene susrete sa supermasivnim crnim rupama

Astronomi su otkrili zvijezde koje više puta prolaze pored supermasivnih crnih rupa, preživljavaju svaki susret i pri tome proizvode novi bljesak svjetlosti. Nova studija naučnika sa Univerziteta Sirakjuz predlaže objašnjenje za neobičnu pojavu kod nekih od tih sistema - bljeskovi sa svakim narednim prolaskom postaju sve slabiji.

Većina galaksija u svom centru krije supermasivnu crnu rupu, objekat koji može biti težak milione ili čak milijarde puta više od Sunca i stvara jedno od najjačih gravitacionih polja u vasioni. Kada zvijezda prođe suviše blizu takvog objekta, ne dolazi uvijek do trenutnog uništenja - dio zvijezda preživi susret i vraća se za nove bliske prolaske, pri čemu svaki put proizvede novi bljesak svjetlosti.

Ovakvi događaji, poznati kao ponovljeni djelimični plimni poremećaji (rpTDE), omogućavaju astronomima da posmatraju istu zvijezdu kako više puta djeluje sa istom crnom rupom. Široki pregledi neba koji prate promjene sjaja objekata tokom vremena omogućili su otkrivanje ovakvih sistema, kojih je do sada identifikovano oko deset.

Kod četiri od tih sistema primijećena je neobična pojava - umjesto da bljeskovi ostanu približno isti pri svakom povratku zvijezde, oni postepeno postaju sve slabiji. Ranije hidrodinamičke simulacije nisu mogle da objasne tu pojavu, jer su čak i kada je zvijezda gubila sve manje materije pri svakom prolasku, predviđale bljeskove približno iste najveće sjajnosti.

Istraživanje, objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal, vodila je doktorantkinja Ananja Bandopadaj, u saradnji sa postdoktorandom Bendžaminom Amendom i vanrednim profesorom Erikom Koklinom, svi sa Katedre za fiziku Univerziteta Sirakjuz, uz saradnike sa drugih institucija. Prema njihovom objašnjenju, gravitacione sile crne rupe ne samo da otkidaju materiju sa zvijezde nego joj i ubrzavaju rotaciju pri svakom bliskom prolasku, što mijenja brzinu kojom se otkinuta materija vraća ka crnoj rupi.

„Novi sastojak" koji je bio potreban da bi se objasnili sve slabiji bljeskovi, kako je navela Bandopadaj, jeste zvijezda koja je već prije prvog susreta sa crnom rupom rotirala izuzetno brzo. Prema novim simulacijama, takva zvijezda se ne može dodatno ubrzati u istoj mjeri kao sporije rotirajuće zvijezde, što dovodi do postepenog slabljenja bljeskova sa svakim narednim povratkom.

Struktura same zvijezde takođe utiče na to koliko materije biva otkinuto - zvijezde manje mase upoređene su sa mekom pjenastom strukturom koja postaje sve podložnija plimnim silama, dok zvijezde veće mase imaju gušće jezgro slično slojevima crnog luka, koje ostaje relativno očuvano dok spoljni slojevi bivaju otkinuti.