Et teleskop kigger ind i mørke rum. Pludselig vises der en strålende lysglimt, der ikke var der før. Hvad kunne det være? En supernova? To massivt tætte stjerner, der smelter sammen? Måske en gammastråle brast?
For fem år siden bemærkede forskere, der brugte ROTSE IIIb-teleskopet ved McDonald Observatory, netop sådan en begivenhed. Men langt fra at være din run-of-the-møllen stellar eksplosion eller neutronstjernefusion, mener astronomerne, at denne lille flare faktisk var et bevis på et supermassivt sort hul i midten af en fjern galakse, der rev en stjerne til strimler .
Astronomer i McDonald havde brugt teleskopet til at scanne himlen efter sådanne begynnende blink i årevis som en del af ROTSE Supernova Verification Project (SNVP). Og ved første rødme så begivenheden, der blev set i begyndelsen af 2009, som forskerne kaldte ”Dougie”, ligesom mange af de andre supernovaer, de havde opdaget i løbet af projektet. Med en flammende - absolut lysstyrke på 22,5-magnitude, passede begivenheden helt i klassen af superluminøse supernovaer, som forskerne allerede var bekendt med.
Men efterhånden som tiden gik, og flere data om Dougie rullede ind, begyndte astronomerne at skifte mening. Røntgenobservationer foretaget af den omløbende Swift-satellit og optiske spektre taget af McDonalds Hobby-Eberly-teleskop afslørede en udviklende lyskurve og kemisk makeup, der ikke stemte overens med computersimuleringer af superluminøse supernovaer. Ligeledes syntes Dougie ikke at være en neutronstjernefusion, som ville have nået maksimal lysstyrke langt hurtigere end observeret, eller en gammastråle, som selv i en vinkel ville have vist sig langt lysere i røntgenlys .
Det efterlod kun en mulighed: en såkaldt "tidevandsforstyrrelsesbegivenhed" eller blodbad og spaghettificering, der opstår, når en stjerne vandrer for tæt på et sort huls horisont. J. Craig Wheeler, leder af supernova-gruppen på University of Texas i Austin og et medlem af teamet, der opdagede Dougie, forklarede, at et kort huls tyngdekraft på korte afstande udøver et meget stærkere træk på siden af stjernen tættest på det end på stjernens modsatte side. Han forklarede: "Disse især store tidevand kan være stærke nok til at du trækker stjernen ud i en nudle."
Holdet forfinede deres modeller af begivenheden og kom til en overraskende konklusion: efter at have trukket Dougies stjernemateriale lidt hurtigere end det kunne klare, blev det sorte hul nu "kvalt" på det seneste måltid. Dette skyldes et astrofysisk princip kaldet Eddington Limit, som siger, at et sort hul i en given størrelse kun kan håndtere så meget infalling materiale. Når denne grænse er nået, udøver enhver yderligere indtagelse af stof mere tryk ud over det sorte huls tyngdekraft kan kompensere for. Denne trykforøgelse har en slags rebound-virkning, der kaster materiale fra det sorte huls akkretionsskive sammen med varme og lys. En sådan brast af energi tegner sig for mindst en del af Dougie's lysstyrke, men indikerer også, at den oprindelige døende stjerne - en stjerne ikke i modsætning til vores egen sol - ikke faldt uden kamp.
Ved at kombinere disse observationer med matematikken i Eddington-grænsen anslog forskerne det sorte huls størrelse til at være omkring 1 million solmasser - et temmelig lille sort hul i midten af en temmelig lille galakse, tre milliarder lysår væk. Opdagelser som disse tillader ikke kun astronomer bedre at forstå fysikken i sorte huller, men også egenskaberne ved deres ofte upretumente hjemmegalakser. Når alt kommer til alt musede Wheeler, "Hvem vidste, at denne lille fyr havde et sort hul?"
For at få et simpelt glimt af Dougie for dig selv, tjek den fantastiske animation nedenfor, takket være teammedlem James Guillochon:
Forskningen offentliggøres i denne måneds udgave af The Astrophysical Journal. En forudskrivning af papiret er tilgængelig her.
