Ljuset synligt från avlägsen stjärna som slukats av supermassivt svart hål

För över 8 miljarder år sedan slets en stjärna sönder då den kom för nära ett supermassivt svart hål. Jetstrålar av gas riktade mot jorden gjorde nyligen stjärnans öde synligt för ett teleskop som letar nya ljuskällor på stjärnhimlen. Två forskarlag med forskare vid bland annat Stockholms universitet publicerar nu oberoende observationer av det ovanliga fenomenet i tidskrifterna Nature och Nature Astronomy.

– Vi fick börja med uteslutningsmetoden för att förstå vad det var vi tittade på. Det såg varken ut som en supernova eller som mer exotiska fenomen som gammablixtar eller kilonovor, så vi landade i slutsatsen att det måste röra sig om ett svart hål som på ett ovanligt sätt slitit isär en stjärna som kommit för nära berättar Jesper Sollerman, professor vid Institutionen för astronomi och medförfattare till artikeln i Nature.

Händelse som väckte intresse

Det var den 11 februari i år (2022) som en ny ljuskälla kallad AT2022cmc hittades i jakthundarna, en stjärnbild på norra stjärnhimlen söder om Karlavagnens dragstång (Stora björnens svans).

– Det visade sig vara en mycket avlägsen händelse, som dessutom snabbt varierade i ljusstyrka, vilket gjorde att vi var flera forskarlag som riktade alla möjliga slags teleskop mot fenomenet, säger Jesper Sollerman.

Landade i samma tolkning

Två forskarlag, som båda innehåller forskare vid Stockholms universitet, landade i samma tolkning av fenomenet oberoende av varandra, nämligen att det rör sig om en stjärna som slukats av ett svart hål.

– Det är första gången en jetstråle från ett avlägset svart hål hittats på det här sättet, och det ökar möjligheten att finna många fler liknande händelser i framtiden. Det kan vara det enda sättet att studera de många supermassiva svarta hål som annars ligger fördolda i avlägsna galaxer, avslutar Jesper Sollerman.

Publikationerna

Nature: Upptäckarlaget, som baserar sin studie på observationer från Zwicky Transient Facility, ett automatiserat himmelsundersökningsprojekt vid Palomar Observatory nära San Diego i Kalifornien, publicerar sin studie “A very luminous jet from the disruption of a star by a massive black hole,” av Andreoni, Coughlin et al. i tidskriften Nature. Forskare vid Stockholms universitet kopplade till artikeln i Nature är Ana Sagués-Carracedo och Steve Schulze från institutionen för Fysik och Jesper Sollerman, Mattia Bulla och Erik Kool från institutionen för Astronomi.

• Här hittar du studien i Nature
  
• DOI: 10.1038/s41586-022-05465-8
  

Nature Astronomy: Det andra forskarlaget, som kunde visa att AT2022cmc också var exceptionellt ljusstark i röntgenstrålning sluter sig till att en del av materien kastas ut från det svarta hålet med mycket nära ljusets hastighet. De publicerade sin studie "The birth of a relativistic jet following the disruption of a Star by a cosmological black hole" av Pasham et al. i tidskriften Nature Astronomy. Forskare vid Stockholms universitet kopplade till artikeln i Nature Astronomy är Janet Chen, Sheng Yang, Sean Brennan och Steve Schulze. Samtliga även affilierade med Oskar-Klein centret.

• Här hittar du studien i Nature Astronomy
• DOI: 10.1038/s41550-022-01820-x

Fakta - forskningen om supernovor, stjärnor och svarta hål

Forskningen kring supernovor, stjärnor och svarta hål sker bland annat vid Institutionen för astronomi vid Stockholms universitet. Supernovagruppen studerar via modeller och observationer strukturen, dynamiken och grundämnesbildandet i supernovor. Mycket av forskningen inom området sker i samarbete med fysikinstitutionen vid Stockholms universitet inom ramen för det gemensamma Oskar Klein Centre.

• Läs mer om forskningen i Supernovagruppen vid Stockholms universitet: https://www.su.se/forskning/fo...
• Forskningsprojektet Zwicky Transient Facility – kosmiska explosioner: https://www.su.se/english/rese...
• Läs mer om Zwicky Transient Facility: https://www.ztf.caltech.edu/
• Läs mer om forskningen vid Oskar Klein Centre: http://www.okc.albanova.se/abo...

Finansiering och resurser

Det svenska deltagandet i forskningsprojekten stöttas av Vetenskapsrådet och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. För publiceringen i Nature användes teleskopresurer från European Southern Observatory, som också bidragit med det bifogade bildmaterialet.

• Läs mer och hitta mer material i pressmeddelandet från the European Southern Observatory (ESO)
  

Forskarkontakt

Jesper Sollerman, professor vid Institutionen för Astronomi, Stockholms universitet
Kontakt: jesper@astro.su.se

• Läs mer om Jesper Sollermans forskning: https://www.su.se/profiles/sol...