Czarne dziury należą do najbardziej tajemniczych i potężnych obiektów we Wszechświecie. Te olbrzymy powstają, gdy gwiazdy dostatecznie masywne osiągną koniec swojego cyklu życia i doświadczają zapadu grawitacyjnego, wyrzucając swoje zewnętrzne warstwy w supernową. Ich istnienie ilustrowały prace niemieckiego astronoma Karla Schwarzschilda i indyjskiego fizyka Subrahmanyana Chandrasekhara w konsekwencji Einsteina Teorii Względności Ogólnej. Do lat siedemdziesiątych astronomowie potwierdzili, że supermasywne czarne dziury (SMBH) znajdują się w centrum masywnych galaktyk i odgrywają istotną rolę w ich ewolucji. p>
Jednak dopiero w ostatnich latach pojawiły się pierwsze zdjęcia czarnych dziur pozyskane przez teleskop Event Horizon Telescope (EHT). Te i inne obserwacje ujawniły rzeczy dotyczące czarnych dziur, które zakwestionowały uprzedzone pojęcia. W niedawnym badaniu prowadzonym przez zespół MIT astronomowie obserwowali oscylacje, które sugerowały, że SMBH w sąsiedniej galaktyce spożywał białego karła. Ale zamiast go rozciągać, jak przewidują modele astronomiczne, ich obserwacje sugerują, że biały karł zwalnia, gdy schodził do czarnej dziury, czego astronomowie nigdy wcześniej nie widzieli!
Badanie prowadziła Megan Masterson, doktorant z MIT Kavli Institute for Astrofizyki i Badań Kosmicznych. Dołączyli do niej naukowcy z Nucleo de Astronomia de la Facultad de Ingenieria, Instytutu Astronomii i Astrofizyki Kavli (KIAA PU), Centrum Nauki i Technologii Kosmicznej (CSST), Wspólnego Instytutu Nauk Kosmicznych na Uniwersytecie Maryland Baltimore County (UMBC), Centrum Astronologii (CAB), Centrum Astronomii i Astrofizyki Cahilla, Centrum Astrofizyki Harvarda Smithsonian Center for Astrofizyki (CfA), NASA Goddard Space Flight Center oraz wielu uniwersytetów.
Z tego, co astronomowie dowiedzieli się o czarnych dziurach, te giganty grawitacyjne są otoczone przez zapadającą materię (gaz, kurz, a nawet światło), która tworzy wirujące, jasne dyski. Materiał ten i energia są przyspieszane do prędkości światła, powodując, że uwalnia ciepło i promieniowanie (głównie w ultrafiolecie), gdy powoli akredytuje się na czarną dziurę. Promienie UV oddziałują z chmurą naładowanego elektrycznie plazmy (korony) otaczającej czarną dziurę, która zwiększa promieniowanie do długości fali promieniowania rentgenowskiego.
Od 2011 NASA XMM Newton obserwuje 1ES 1927+654, galaktykę znajdującą się 236 milionów lat świetlnych dalej w konstelacji Draco z czarną dziurą o 1,4 milionach mas Słońca w jej centrum. W latach 2018, korona promieniowania rentgenowskiego tajemniczo zniknęła, po czym następuje wybuch radiowy i wzrost jej wyjścia rentgenowskiego, co jest znane jako Quasi Periodical oscillation (QPO).
“W latach 2018 czarna dziura zaczęła zmieniać swoje właściwości tuż przed naszymi oczami, z poważnym wybuchem optycznym, ultrafioletowym i rentgenowskim, powiedziała w komunikacie prasowym NASA. Zespoły obserwują ją od tego czasu.” Meyer zaprezentowała swoje wyniki zespołu na 245tym spotkaniu American Astronomical Society (AAS), które odbyło się od XII do XVI, 2025, w National Harbor w Maryland. Do 2021 korona pojawiła się ponownie, a czarna dziura wydawała się powrócić do normalnego stanu przez około rok.
Jednakże od lutego do maja 2024 dane radiowe ujawniły strumienie zjonizowanego gazu rozciągające się przez około pół roku świetlnego z obu stron SMBH. “Uruchomienie strumienia czarnej dziury nigdy wcześniej nie było obserwowane w czasie rzeczywistym” – zauważył Meyer.
Ponadto obserwacje zebrane w kwietniu 2023 wykazały miesięczny wzrost niskoenergetycznych promieniowań rentgenowskich, co wskazywało na silną i nieoczekiwaną flarę radiową. Intensywne obserwacje zostały zamontowane w odpowiedzi przez Very Long Baseline Array (VLBA) i inne urządzenia, w tym XMM Newton. Dzięki obserwacjom XMM Newton Masterson stwierdził, że czarna dziura wykazywała niezwykle szybkie zmiany promieniowania rentgenowskiego 10% między lipcem 2022 a marcem 2024. Te oscylacje są zazwyczaj bardzo trudne do wykrycia wokół SMBH, co sugeruje, że masywny obiekt szybko krążył wokół SMBH i powoli był zużywany.
“Jednym ze sposobów na wytwarzanie tych oscylacji jest obiekt orbitujący wewnątrz dysku akrecyjnego czarnej dziury. W tym scenariuszu każdy wzrost i spadek promieniowania rentgenowskiego reprezentuje jeden cykl orbitalny”, powiedział Masterson. Dodatkowe obliczenia wykazały również, że obiekt jest prawdopodobnie białym karłem o około 0,1 masach słonecznych orbitujących z prędkością około 333 milionów km/h (207 milionów mph). Zwykle astronomowie spodziewaliby się skrócenia okresu orbitalnego, wytwarzając fale grawitacyjne (GW), które odprowadzają energię orbitalną obiektu i zbliżają ją do zewnętrznej granicy czarnej dziury (horyzontu zdarzeń).
Ta teoria jest zgodna z tym, co astronomowie obserwowali, gdy białe karły krążące się w kierunku siebie spiralnie i przeznaczone do połączenia się. W miarę zbliżania się do siebie, zamiast pozostawać nietknięte, jeden zacząłby odciągać materię od drugiego, co spowolniło podejście obu obiektów. Chociaż tak może być w tym przypadku, nie ma ustalonej teorii wyjaśniającej, co zauważyli Masterson, Meyer i ich koledzy. Jednak ich model stanowi kluczową przewidywalność, którą można przetestować podczas uruchomienia anteny kosmicznej interferometru laserowego ESA (LISA) w latach 2030tych.