Rozerwanie obiektu astronomicznego

Galaktyka NGC 4845 jest odległa od Ziemi około 47 milionów lat świetlnych. Małomasywny obiekt wędruje zbyt blisko supermasywnej czarnej dziury i zostaje rozerwany przez jej siły pływowe. Około 10 procent jego zewnętrznych warstw zostaje wchłoniętych przez czarną dziurę. Wchłaniana materia rozgrzewa się do temperatury setek milionów stopni Celsjusza, powodując intensywny rentgenowski błysk…

Taki scenariusz wyłania się z obserwacji i analiz dokonanych przez dr. Marka Nikołajuka (na fot.), pracownika Zakładu Astronomii i Astrofizyki UwB oraz prof. Rolanda Waltera z Uniwersytetu w Genewie. Naukowcy prowadzili obserwacje przez blisko półtora roku, wykorzystując do nich satelity.

– Pierwszym satelitą, który na początku stycznia 2011 roku zaobserwował błysk, był Integral, należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Urządzenie było wycelowane w inną galaktykę. Nieoczekiwanie w polu jego widzenia ukazał się błysk pochodzący z pobliskiej lokalizacji. Źródło stawało się coraz jaśniejsze, aby przybrać maksimum jasności około 23 stycznia. Styczniowe obserwacje satelitami XMM-Newton oraz Swift powiązały błysk z centrum galaktyki NGC 4845 – relacjonuje dr Nikołajuk. Było to zaskakujące, gdyż galaktyka ta była do tej pory nieznana astronomii rentgenowskiej. Pojawienie się błysku oznaczało, że NGC 4845 musiała pojaśnieć w promieniach rentgena co najmniej 1000 razy.

– Analiza charakteru błysku oraz badanie jego ewolucji w czasie kazały nam odrzucić mało prawdopodobne wyjaśnienie, takie jak wybuch supernowej. Za nagłym i silnym pojaśnieniem galaktyki musiało się kryć coś równie gwałtownego, a energetycznie bardzo wydajnego. Było to rozerwanie obiektu przez siły pływowe, którego źródłem była centralna czarna dziura galaktyki. Czarna dziura w galaktyce NGC 4845 jest około 300 000 do miliona razy masywniejsza niż Słońce.

Obiekt, który został rozerwany, posiadał masę między 14 a 30 mas Jowisza. Mogłoby to wskazywać na rozerwanie masywnej planety lub też maleńkiego brązowego karła, czyli ciała nieco większego. – Dalsze analizy, a zwłaszcza korelacja masy rozerwanego obiektu oraz masy czarnej dziury, skłoniły nas do wniosku, że mieliśmy do czynienia z masywną planetą. Dodatkowa trudność polega na tym, że galaktyka NCG 4845 w stosunku do Ziemi leży niejako na płask, czyli jej centrum jest zasłonięte przez torus pyłowo-gazowy, pochłaniający promieniowanie w zakresie od podczerwonego po ultrafioletowe. Z tego powodu nie dowiemy się, czy w widmie rozbłysku była linia litu, która wskazywałaby na brązowego karła – wyjaśnia białostocki astrofizyk.

Odkrycie dr. Nikołajuka i prof. Waltera jest przełomowe. Astronomowie obserwowali już wcześniej rozerwania gwiazd przez supermasywne czarne dziury. Jednak po raz pierwszy zaobserwowano rozerwanie tak małomasywnego obiektu, prawdopodobnie planety. Wnioski z badań dają realne podstawy do twierdzenia, że planety istnieją także daleko poza Drogą Mleczną. Poprzednie doniesienia na ten temat były oparte na przesłankach mniejszej wagi. Po raz pierwszy rozerwaniu obiektu astronomicznego towarzyszyło powstanie bardzo gorącej plazmy, która świeciła w wysokoenergetycznym zakresie promieniowania rentgenowskiego (podczas tych procesów powszechny jest małoenergetyczny zakres promieniowania). To zupełnie nowy element teorii ewolucji rozerwań pływowych.

Artykuł na temat odkrycia polsko-szwajcarskiego zespołu został opublikowany w kwietniowym wydaniu „Astronomy & Astrophysics”.