W 2018 roku 1ES 1927+654 trafiła na pierwsze strony gazet, gdy jej korona, wirujący obłok plazmy otaczający czarną dziurę, niespodziewanie zniknęła, a następnie pojawiła się ponownie — zjawisko, którego nigdy wcześniej nie widzieli astronomowie. Dodając do zagadki, zespół MIT odkrył wzrost częstotliwości rozbłysków rentgenowskich pochodzących z czarnej dziury. W ciągu dwóch lat częstotliwość tych wysokoenergetycznych błysków wzrosła z jednego co 18 minut do jednego co 7 minut, co jest kolejnym niespotykanym zjawiskiem w przypadku czarnej dziury.
Zespół MIT sugeruje, że te niezwykłe zdarzenia można przypisać białemu karłowi, pozostałości jądra martwej gwiazdy, niebezpiecznie umiejscowionemu na skraju czarnej dziury. Ten biały karzeł, jeśli zostanie potwierdzony, byłby najbliższym znanym obiektem czarnej dziury, wykazując wyjątkową równowagę.
Naukowcy proponują, że jeśli biały karzeł jest rzeczywiście odpowiedzialny za te niezwykłe zdarzenia, można go zidentyfikować za pomocą fal grawitacyjnych — zmarszczek w czasoprzestrzeni — emitowanych z układu. Chociaż obecne detektory fal grawitacyjnych nie mają czułości pozwalającej na wykrywanie takich emisji, przyszłe obserwatoria, takie jak LISA (Laser Interferometer Space Antenna) NASA, mogą posiadać niezbędną precyzję.
Czytaj także: Umierające gwiazdy zyskują drugie życie. Astronomowie rozpoznali niezwykły mechanizm za tym stojący
Naukowcy zaangażowani w to odkrycie mają doświadczenie z 1ES 1927+654, wcześniej obserwując zanikanie i ponowne pojawianie się jego korony. Krótkie odrodzenie korony jako najjaśniejszego źródła promieni rentgenowskich na niebie dodatkowo zmotywowało zespół do kontynuowania badań.
Wykorzystując dane z sondy rentgenowskiej XMM-Newton, zespół zidentyfikował rosnącą częstotliwość pulsowania promieni rentgenowskich z czarnej dziury, zjawisko znane jako „quasi-periodyczne oscylacje”. Jednak migotanie 1ES 1927+654, stale zwiększające się z co 18 minut do co 7 minut w przeciągu dwóch lat, jest wyjątkowe.
Obserwacja tych migotań w promieniach rentgenowskich dostarczyła kluczowej wskazówki. Promienie rentgenowskie są zazwyczaj generowane przez chaotyczny i szybki ruch plazmy w bliskim sąsiedztwie czarnych dziur, co sprawia, że jest mniej prawdopodobne, że są emitowane z chłodniejszej, wolniej poruszającej się plazmy znajdującej się dalej.
Zespół doszedł do wniosku, że źródło tych promieni rentgenowskich musi znajdować się w odległości kilku milionów mil od horyzontu zdarzeń, granicy, poza którą nawet światło nie może uciec przed przyciąganiem grawitacyjnym czarnej dziury.
Czytaj także: Unikalny biały karzeł o dwóch twarzach. Takiego czegoś nikt się nie spodziewał
Naukowcy z MIT mają dwie główne hipotezy wyjaśniające niezwykłe zachowanie 1ES 1927+654. Pierwsza z nich obejmuje oscylacje korony czarnej dziury, które potencjalnie stają się szybsze w miarę kurczenia się korony. Jednak nasza wiedza na temat oscylacji koronalnych jest wciąż na wczesnym etapie.
Bardziej prawdopodobne wyjaśnienie obejmuje białego karła o masie około 10% masy naszego Słońca, krążącego wokół czarnej dziury. Ten biały karzeł emitowałby fale grawitacyjne, gdy zbliżałby się spiralnie do czarnej dziury, powodując jej przyspieszenie, a tym samym zwiększenie częstotliwości emisji promieni rentgenowskich.
Pomimo bliskości czarnej dziury zespół uważa, że biały karzeł nie zostanie wkrótce pochłonięty. Gdy czarna dziura wciąga białego karła do środka, martwa gwiazda zrzuca materiał, tworząc wypychanie na zewnątrz, które uniemożliwia jej przekroczenie horyzontu zdarzeń.
Naukowcy planują kontynuować monitorowanie 1ES 1927+654 za pomocą zaawansowanych teleskopów i zamierzają wykorzystać LISA, której start zaplanowano na lata 30. XXI wieku, do wykrywania potencjalnych fal grawitacyjnych z białego karła.
Trwające obserwacje 1ES 1927+654 obiecują przynieść nowe spostrzeżenia i pogłębić naszą wiedzę na temat tych ciał niebieskich i ich oddziaływań.