De onfortuinlijke ster werd volledig aan flarden gescheurd, wat leidde tot een recordbrekend heldere uitbarsting waarbij er meer licht werd uitgestraald dan 1000 biljoen zonnen samen!
Eerder dit jaar ontdekten astronomen een ongewoon heldere lichtbron aan de nachtelijke hemel. Meerdere telescopen, waaronder de Very Large Telescope (VLT), werden door onderzoekers van over de hele wereld op de mysterieuze bron gericht. En wat blijkt? Het signaal is waarschijnlijk afkomstig van een straal materie (een jet) die bijna met de snelheid als het licht uit een superzwaar zwart gat schiet. En deze jet blijkt het product van een zwart gat dat plotseling een nabije ster begon te verslinden, waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkwam.
Tidal disruption event
Sterren die onverhoopt te dicht bij een zwart gat in de buurt komen, worden door diens enorme getijdenkrachten aan flarden getrokken. Zo’n gebeurtenis wordt ook wel een ‘tidal disruption event’ (TDE) genoemd. In ongeveer één procent van de gevallen schieten bundels van plasma en straling uit de polen van het draaiende zwarte gat weg. In 1971 omschreef zwarte-gatenpionier John Wheeler het concept van TDE’s met jets als ‘een tube tandpasta die in het midden stevig wordt samengeknepen, waardoor aan beide uiteinden materie wegspuit’.
Deze animatie laat zien hoe materiaal van een ster naar een zwarte gat in het centrum van een ver sterrenstelsel toe valt, waarbij ‘jets’ van materie en straling ontstaan. Een deel van het materiaal van de ster wordt naar binnen getrokken en wervelt om het zwarte gat, waardoor de hierboven afgebeelde schijf ontstaat. In zeldzame gevallen (zoals deze), schieten materie en straling uit de polen van het zwarte gat weg. In het geval van AT2022cmc zijn deze ‘jets’ gedetecteerd met verschillende telescopen, waaronder de VLT, die vaststelde dat dit het verste voorbeeld van een gebeurtenis van dit type is.
Zeldzaam
Dit soort verschijnselen zijn uiterst zeldzaam en geven zich niet gemakkelijk prijs, waardoor ze moeilijk te bestuderen zijn. “We hebben tot nu toe pas een handjevol TDE’s met jets gezien en het zijn nog steeds heel exotische en slecht begrepen gebeurtenissen,” zegt onderzoeker Nial Tanvir. Astronomen zijn dus voortdurend op jacht naar deze extreme verschijnselen, om te begrijpen hoe de jets precies ontstaan en waarom ze maar bij zo weinig TDE’s optreden.
Speurtocht
In het kader van deze zoektocht speuren veel telescopen regelmatig de hemel af naar tekenen van kortstondige – vaak extreme – gebeurtenissen, die vervolgens veel gedetailleerder onder de loep kunnen worden genomen door telescopen zoals de VLT. In februari van dit jaar ontdekten astronomen vervolgens de nieuwe mysterieuze bron van zichtbaar licht. De gebeurtenis, die AT2022cmc is genoemd, leek op een gammaflits – de krachtigste lichtbron in het heelal. Het vooruitzicht om getuige te zijn van dit zeldzame verschijnsel bracht astronomen ertoe om telescopen van over de hele wereld te activeren om de mysterieuze lichtbron beter te kunnen bekijken.
Verste en helderste ooit
In totaal hebben 21 telescopen allerlei soorten licht – van hoogenergetische gammastraling tot radiogolven – verzameld. Verschillende theorieën over wat de heldere flits kon hebben veroorzaakt, passeerden de revue. Maar uiteindelijk is het enige scenario dat met de gegevens overeenkomt een zeldzame TDE, waarbij een onfortuinlijke ster door een hongerig zwart gat wordt opgeslokt. Wanneer de stellaire materie vervolgens in het zwarte gat valt, komt een heldere uitbarsting van energie vrij die onderzoekers kunnen detecteren. En van de weinig TDE’s met jets die tot nu toe zijn ontdekt, is AT2022cmc zowel de verste als de helderste.
Hoe dan?
De bron bevindt zich op een slordige 8,5 miljard lichtjaar afstand – meer dan halverwege het universum. Het licht van AT2022cmc begon zijn reis toen het heelal nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had. Hoe zo’n verre gebeurtenis zo helder aan onze hemel kan verschijnen? Het team denkt dat de uitgespuugde jet mogelijk rechtstreeks naar de aarde wijst, waardoor het signaal helderder lijkt dan wanneer de jet in een andere richting zou wijzen.
Zichtbaar licht
Dat is nog niet eens het enige bijzondere. “De weinige TDE’s met jets die tot nu toe zijn waargenomen, zijn in eerste instantie opgemerkt met telescopen die hoogenergetische gamma- en röntgenstraling detecteren,” vertelt onderzoeker Daniel Perley. “Maar AT2022cmc is de eerste ontdekking van een TDE in zichtbaar licht.” Dit betekent dat er blijkbaar nog een andere manier bestaat om TDE’s met jets te detecteren en deze zeldzame gebeurtenissen in de extreme omgevingen rond zwarte gaten nader te onderzoeken.
De waarnemingen verschaffen meer inzicht in superzware zwarte gaten. Zo zou het meer kunnen verhelderen over hoe zwarte gaten zich voeden en groeien. Daarnaast gaat de jacht op TDE’s onverstoorbaar door. En mogelijk wachten er in de nabije toekomst nog veel meer op ontdekking. In de komende jaren zullen er namelijk meer krachtige telescopen in bedrijf worden genomen die in staat zijn TDE’s aan het licht te brengen. “We verwachten in de toekomst nog veel meer van TDE’s te vinden,” zegt onderzoeker MatteoLucchini. “Dan zullen we mogelijk ook achterhalen hoe zwarte gaten de waargenomen extreem krachtige jets precies lanceren.”
