pobierz plik - Uniwersytet w Białymstoku
advertisement
O współpracy i jej efektach Współpracę z Prof. Dr Rolandem Walterem rozpocząłem w październiku 2010 roku, kiedy wyjechałem na stypendium naukowe ufundowane przez Program wymiany naukowej między Szwajcarią a nowymi państwami członkowskimi Unii Europejskiej Sciex-NMSch. Początkowo pracowałem nad analizą właściwości kwazarów o słabych liniach emisyjnych, a od stycznia 2011 roku nad błyskiem rentgenowskim pochodzącym z galaktyki NGC 4845, odległej od Ziemi około 47 milionów lat świetlnych. Błysk ten został zaobserwowany przez satelitę Integral na początku stycznia 2011 roku. Satelita ten należy do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency, ESA). Dodatkowo, błysk był po kilku dniach obserwowany przez satelity XMM-Newton (także należącym do ESA), Swift (należącym do NASA) oraz detektorem MAXI umiejscowionym na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a będącym częścią Japanese Experiment Module. Pierwotnie Integral był wycelowany w inną galaktykę, która była celem jego obserwacji. Nieoczekiwanie w polu widzenia satelity 2 stycznia 2011 roku ukazał się błysk, pochodzący z blisko położonej 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. Było to bardzo 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. Po 23 stycznia błysk zaczął blednąć. W czerwcu 2012 roku błysk był już niewidoczny dla satelitów. 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. Ze wstępnych analiz wynikało, że obiekt, który został rozerwany, posiadał masę pomiędzy 14 a 30 mas Jowisza; mogłoby to wskazywać na rozerwanie masywnej planety lub też maleńkiego brązowego karła (a więc ciała od planety większego). Dalsze analizy zebranych danych, zwłaszcza korelacja masy rozerwanego obiektu oraz masy czarnej dziury, skłoniły nas do wniosków, że jednak mieliśmy do czynienia z masywną planetą. Z przeprowadzonej analizy rysował się następujący scenariusz: na około 2 do 3 miesiące przed błyskiem planeta zawędrowała za blisko czarnej dziury. Została rozerwana przez jej siły pływowe, lecz nie całkowicie. Tylko około 10% jej zewnętrznych warstw zostało wchłoniętych przez czarną dziurę, a reszta obiektu, w tym gęste jądro planety, odleciała od czarnej dziury. Wchłaniana materia tego super Jowisza spiralując na czarną dziurę rozgrzała się do temperatury wielu setek milionów stopni Celsjusza, tworząc przy okazji coś na kształt bardzo gorącej korony, jaką widzimy na Słońcu. Tu powstaje pytanie: skąd masywna planeta w okolicy centralnej czarnej dziury galaktyki NGC 4845? Wiemy, że podczas tworzenia się układów planetarnych niektóre planety są wyrzucane na zewnątrz układu i samotnie błąkają się po galaktyce. Nie są one silnie związane grawitacyjnie z jakąkolwiek gwiazdą. Taki samotnie wędrujący przez bezkres galaktycznej przestrzeni galaktyki NGC 4845 super Jowisz znalazł się na kolizyjnej trajektorii z jej centralną czarną dziurą. Podsumowując: Astronomowie obserwowali już wcześniej rozerwania gwiazd przez supermasywne czarne dziury. Jednak w tym przypadku po raz pierwszy został rozerwany tak małomasywny obiekt: planeta. Dodatkowo, po raz pierwszy mamy bardzo realne przesłanki do twierdzenia, że planety faktycznie istnieją także daleko poza Drogą Mleczną (poprzednie doniesienia były oparte na przesłankach mniejszej wagi). Także po raz pierwszy rozerwaniu obiektu astronomicznego towarzyszyło powstanie bardzo gorącej plazmy, która świeciła w wysokoenergetycznym zakresie promieniowania rentgenowskiego (podczas tych procesów powszechny jest bowiem małoenergetyczny zakres promieniowania). Jest to nowy element ewolucji rozerwań pływowych, który musi być wzięty pod uwagę przez astronomów teoretyków. Dr Marek Nikołajuk Uniwersytet w Białymstoku Wydział Fizyki, Zakład Astronomii i Astrofizyki
