Mystisk styrke ødelegger monster black hole's ring av plasma

Teleskoper over hele verden så en lysglimt dukke opp rundt et fjernt, supermassivt svart hull. Og så, veldig raskt, var den borte.

Det sorte hullet - den tunge kjernen i en galakse med navnet 1ES 1927 + 654 - var synlig fra Jorden på grunn av dens korona, ringen med overopphetede partikler som surret rundt hendelseshorisonten, eller ingen retur for innfallende materie. Det var ikke noe spesielt med denne tilstanden; over hele rommet kan astronomer få øye på supermassive sorte hull takket være deres lysende koroner. Og denne koronaen var plassert inne i en tilsynelatende vanlig aktiv galaktisk kjerne (AGN), eller et større område med støv, gass og stjerneklynger.

Men i mars 2018 skinte dette svarte hullets korona kort tid ekstra lyst ut. All-Sky Automated Survey for Super-Novae (ASSASN), en gruppe av 24 Ohio State University-teleskoper rundt om i verden designet for å jakte på supernovaer, plukket opp en 40 ganger større lysstyrke.

"Dette var en AGN som vi slags visste om, men den var ikke veldig spesiell," sa Erin Kara, en MIT-fysiker og hovedforfatter av en artikkel om hendelsen, i en uttalelse. "Så la de merke til at denne bruksanlegget AGN plutselig ble lys, noe som fikk oppmerksomheten vår, og vi begynte å peke mange andre teleskoper i mange andre bølgelengder for å se på det."

Etter at AGN tente, dimmet det plutselig ut. Det sorte hullet i sentrum - som kan sees best ved bruk av røntgen-teleskoper - så ut til å bli 10.000 ganger mindre lyst på under et år.

"Vi forventer at lysstyrkeendringer så store bør variere på tidsperioder på mange tusen til millioner av år," sa Kara. Denne regionen, i mellomtiden, "Men i dette objektet så vi det endre seg med 10.000 i løpet av et år, og det endret til og med med en faktor på 100 på åtte timer, noe som bare er helt uhørt og virkelig forvirrende."

I slekt: 9 fakta om sorte hull som vil blåse i tankene dine

Dimmingen varte ikke. Etter den første 8 timers dimmingsperioden fortsatte koronaen å dempe store deler av det neste året. Så, over et spenn på bare noen måneder, tente det svarte hullet igjen. Nå ser det nesten nøyaktig ut slik det gjorde før koronaen blinket og forsvant.

Så hva skjedde?

Forskere er ikke sikre, men Kara og kollegene hennes har en teori.

Vi oppdager sorte hull hovedsakelig på grunn av deres skiltingsskiver, materiens ringer som virvler rundt seg, hvorav koronaen bare er den innerste, raskest bevegelige delen.

Sorte hull fôrer og vokser ved å nippe til fra skiltingsplatene. Det er vanskelig for noe å falle direkte gjennom hendelseshorisonten uten først å bryte opp og bruke tid på å surres rundt sirkler. (Dette gjelder for alle tunge gjenstander i verdensrommet; det er mye vanskeligere å falle i solen, for eksempel enn det er å gå i bane rundt det.) Mye av saken på en skiltingsdisk faller til slutt i det sorte hullet, men bare etter en lang periode med sirkulering av avløpet.

-Universet: Big Bang til nå i 10 enkle trinn

-De 15 rare galakene i universet vårt

-101 astronomibilder som vil sprenge tankene dine

For at noe skal droppe ut av en akkresjonsdisk og inn i et svart hull, tror fysikere at noe må sprite den gjenstanden. Vanligvis er den skyldige turbulens. Men hvis noe tungt, sannsynligvis en stjerne, smalt inn i koronaen på 1ES 1927 + 654, kan stjernen kanskje ha brutt opp og forstyrret akkresjonsskiven nok til å banke den omløpende saken i den svarte helheten på en gang. Forskere kaller denne typen hendelser for en "tidevannsforstyrrelse."

I så fall ville den første lyse blinken sannsynligvis ha vært stjernen som sprekker opp da den traff koronaen. Det enorme tyngdekraften i det sorte hullet ville ha overveldet tyngdekraften som holdt stjernen sammen og rev den fra hverandre.

Det stupbratte 8-timers fallet i lysstyrke ville ha vært den første tidevannsforstyrrelsen av akkresjonsskiven. En hel haug med gass, støv og plasma som hadde blitt skaffet i ryddige sirkler før stjernen ankom, ville ha falt forbi hendelseshorisonten på en gang - smurt inn av kollisjonen med stjernen. Og da ville den ytterligere nedtoningen over en periode på måneder ha vært den gjenværende, jostlede saken som falt ut av en nå ustabil bane.

I slekt: De 18 største uløste mysteriene innen fysikk

En useriøs stjerne kunne også ha forstyrret magnetfeltlinjene rundt det sorte hullet. Et svart hulls magnetfelt kan bidra til å opprettholde en høyenergi-korona - magnetfeltlinjene som holder det virvlende, høyt energimateriale på plass ... En kollisjon med en stjerne kan forstyrre det feltet nok til at koronaen kan falle fra hverandre.

Hvis det er det som skjedde her, er det en stor avtale.

Det er mye om svart hulls korona som forskere ikke forstår, inkludert plasseringene av magnetfeltlinjene som holder dem intakte. Men de vet at et svart hull på størrelsen 1ES 1927 + 654 må komme så nær som 75 millioner kilometer fra selve singulariteten som skal trekkes inn. Det er ikke mye lenger enn avstanden fra Merkur til solen.

Hvis en stjerne forstyrret magnetfeltene i det sorte hullet etter å ha falt fra hverandre på den avstanden, tyder det på at korona og magnetfeltlinjer er omtrent så langt fra det sorte hullet også. Fra jorden er sorte hulls koroner for nær sin sentrale singularitet til å direkte måle avstandene det gjelder. Så det er en stor avtale.

"Med forbehold om at denne hendelsen skjedde fra en fantastisk tidevannsforstyrrelse, ville dette være noen av de strengeste begrensningene vi har for hvor koronaen må eksistere," sa Kara. "Vi vil holde et øye med det.… Det er fremdeles i denne uvanlige høye fluks-tilstanden, og kanskje vil det gjøre noe sprøtt igjen, så vi vil ikke gå glipp av det."