In den Archiven des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) befinden sich jahrzehntelange Radioastronomiedaten, und darin lauern immer noch neue Entdeckungen. Astronomen haben in Archivdaten des Very Large Array (VLA)-Teleskops in New Mexico vor mehreren Jahrzehnten den verräterischen Signatur-Jet eines Schwarzen Lochs entdeckt, der einen Stern verschlingt. Laut einem neuen Artikel, der im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, ist dies erst das zweite derartige Kandidatenereignis, das im Radioregime entdeckt wurde; der erste wurde im Jahr 2020 entdeckt. Die Entdeckung wurde praktisch gestern auf einer Sitzung der American Astronomical Society vorgestellt.
Wie wir bereits berichtet haben, ist es ein weit verbreiteter Irrglaube, dass sich Schwarze Löcher wie kosmische Staubsauger verhalten und gierig jede Materie in ihrer Umgebung aufsaugen. In Wirklichkeit werden nur Dinge, die den Ereignishorizont überschreiten – einschließlich Licht – verschluckt und können nicht entkommen, obwohl Schwarze Löcher auch unordentliche Esser sind. Das bedeutet, dass ein Teil der Materie eines Objekts tatsächlich in einem starken Strahl ausgestoßen wird.
Wenn dieses Objekt ein Stern ist, findet der Prozess der Zerkleinerung (oder “Spaghettifizierung”) durch die starken Gravitationskräfte eines Schwarzen Lochs außerhalb des Ereignishorizonts statt, und ein Teil der ursprünglichen Masse des Sterns wird heftig nach außen geschleudert. Dies wiederum kann einen rotierenden Materiering (auch bekannt als Akkretionsscheibe) um das Schwarze Loch herum bilden, der starke Röntgenstrahlen und sichtbares Licht aussendet – und manchmal auch Radiowellen. Diese Jets sind eine Möglichkeit, mit der Astronomen indirekt auf die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs schließen können. Sie werden als “Tidal Disruption Events” (TDEs) bezeichnet.
Zum Beispiel kündigten Astronomen im Jahr 2018 das erste direkte Bild der Folgen eines Sterns an, der von einem schwarzen Loch zerfetzt wurde, das 20 Millionen Mal massereicher als unsere Sonne ist. Die Begegnung fand in einem Paar kollidierender Galaxien namens Arp 299 statt, etwa 150 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Astronomen verwendeten eine Kombination aus Radio- und Infrarotteleskopen, darunter das Very Long Baseline Array (VLBA), um die Entstehung und Ausdehnung des Materiestrahls zu verfolgen. Die Materie wurde ausgestoßen, als ein Stern von einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum einer der kollidierenden Galaxien zerfetzt wurde.
Astronomen fanden im Jahr 2020 einen weiteren TDE (mit dem Namen AT 2019qiz), der den ersten direkten Beweis lieferte, dass ausströmendes Gas während der Störung und Akkretion die zuvor beobachteten starken optischen und Radioemissionen erzeugt.
Diese starken Lichtblitze sind jedoch oft hinter einem Vorhang aus interstellarem Staub und Trümmern verborgen, was es Astronomen erschwert, sie mit optischen oder Röntgenteleskopen zu entdecken oder genauer zu untersuchen. “Diese Studie demonstriert die Leistungsfähigkeit von Funkvermessungen, um TDEs zu entdecken”, sagte Co-Autor Vikram Ravi von Caltech, indem er leistungsstarke Jets aufnahm, die im Hochfrequenzbereich leuchten. Die Ereignisse sind potenziell mächtige Werkzeuge, um das Innenleben von Schwarzen Löchern zu untersuchen.
Der neue TDE-Kandidat heißt J1533+2727. Zwei von Ravis High-School-Praktikanten entdeckten es zum ersten Mal, als er Postdoc an der Harvard University war. Beim Durchstöbern der Archive stellten sie fest, dass das Mitte der 1990er Jahre aufgenommene Bild eines hellen Radioobjekts bis 2017 dramatisch verblasst war. Sie fanden Bilder desselben Objekts in den Archiven des 300-Fuß-Teleskops der Green Bank, die das Objekt zeigten 1986/1987 noch heller gewesen.
Unterstützt durch neue Beobachtungen der VLA kamen Ravi und sein Team zu dem Schluss, dass das Objekt ein TDE war – das Ergebnis eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum einer etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie, das einen Stern verschlang und ein starkes Radio ausstieß Jet, der sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die Entdeckung wird gemeinsam mit Astronomen der University of Toronto veröffentlicht, die das Objekt auch unabhängig fanden.
Es ist das nächstgelegene Beispiel für diese Art von TDE-Kandidaten, das bisher gefunden wurde, was darauf hindeutet, dass solche radiohellen Ereignisse häufiger auftreten könnten, als Astronomen zuvor angenommen hatten. Ravis Gruppe hat mit dem VLA bereits einen weiteren möglichen radiohellen TDE entdeckt, obwohl es sich möglicherweise auch um eine Leuchtkugel eines aktiven supermassiven Schwarzen Lochs handelt.