Första bilden av stjärna som slits itu av svart hål

För första gången har astronomer kunnat se hur en stjärna sugs in av ett svart hål, slits itu och förvandlas till en jetstråle av materia som sprutas i en hastighet som närmar sig ljusets. Nu presenteras de nya rönen av forskare vid Stockholms universitet och 25 andra institutioner världen över i en artikel i Science.

Vid några få tillfällen har astronomer tidigare kunnat detektera så kallade Tidal Disruption Events (TDE:s), när en stjärna slits itu på grund av den enorma gravitationen hos ett svart hål. Det har tidigare varit känt att TDE:s kan ge upphov till jättelika jetstrålar som sprutar ut materia från den döende stjärnan i enorma hastigheter, men nu har astronomerna alltså för första gången kunnat följa förloppet när jetstrålen skapas och utvecklas. Dramat utspelar sig i två kolliderande galaxer som kallas Arp 299 ungefär 150 miljoner ljusår från jorden. Mitt i den ena galaxen finns ett svart hål med ungefär 20 miljoner gånger så stor massa som vår sol, som slitit itu en stjärna dubbelt så stor som solen.

Händelserna avger vare sig optiskt ljus eller röntgenstrålar som går att avläsa från jorden, men i januari 2005 kom den första ledtråden om att något dramatiskt var på gång när astronomer vid William Herschel-teleskopet på Kanarieöarna upptäckte ett massivt utbrott av infraröd strålning från Arp 299. I juli 2005 detekterade astronomer vid Very Long Baseline Array-teleskopet i USA radiostrålning från samma område.

- Det nya objektet fortsatte att vara detekterbart i infrarött ljus och radio, men inte i vanligt synligt ljus eller röntgen. Gas och stoft i Arp 299 absorberade strålningen vid de frekvenserna, säger Peter Lundqvist, professor vid institutionen för astronomi vid Stockholms universitet och en av författarna bakom artikeln.

Observationer under ett decennium med hjälp av radioteleskopet VLBA och ett nätverk av radioteleskop kallat European VLBI Network (EVN), med en noggrannhet på någon tusendels bågsekund, visar hur källan till strålningen expanderar i en riktning och bildar en jetstråle som sprutar ut materia från den ituslitna stjärnan. Medan en stor del av materien från stjärnan bildar en skiva runt det svarta hålet (som senare sugs in av gravitationen), sprutar jetstrålen också ut material i en ofattbart hög hastighet, c:a en fjärdedel av ljushastigheten. Fenomenet med supersnabba jetstrålar och skivor av materia runt svarta hål är inte okänt, och återfinns både i så kallade radiogalaxer och kvasarer. Det här är dock första gången man kunnat följa framväxten av en jetstråle från en itusliten stjärna kring ett svart hål.

Upptäckten kom som en överraskning, och inte förrän 2011 kunde astronomer bekräfta att det rörde sig om en jetstråle och inte som man ursprungligen trodde en supernova.

36 vetenskapsmän från 26 institutioner över hela världen (däribland tre forskare från Stockholms universitet och två från Chalmers) har samarbetat kring observationerna av händelseförloppet i Arp 299 och de publicerar sina resultat i den vetenskapliga tidskriften Science. Huvudförfattare är är Seppo Mattila vid Åbo universitet och Miguel Pérez-Torres vid Institutet för astrofysik i Andalusien (Granada).

Läs mer:
Artikeln "A dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy merger” finns att läsa här: http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aao4669

Pressinformation från National Radio Astronomy Obervatory i USA: https://public.nrao.edu/news/black-hole-destroys-star/

Pressinformation från Joint Institure for VLBI ERIC i Europa: http://www.jive.eu/surprise-discovery-provides-new-insights-stellar-deaths

Kontakt:
Peter Lundqvist, Institutionen för astronomi, Stockholms universitet, peter@astro.su.se eller 08-553 785 18.