Mystisk kraft förstör monster black hole's ring av plasma

Teleskop över hela världen såg en ljus blixt dyka upp runt ett avlägset, supermassivt svart hål. Och sedan, mycket snabbt, var den borta.

Det svarta hålet - den tunga kärnan i en galax med namnet 1ES 1927 + 654 - var synlig från Jorden på grund av dess korona, ringen med överhettade partiklar som virvlande runt dess händelseshorisont eller ingen återkomst för infalling materia. Det var inget speciellt med detta tillstånd; över hela rymden kan astronomer upptäcka supermassiva svarta hål tack vare deras lysande koronor. Och den här koronaen var inbäddad i en till synes vanlig aktiv galaktisk kärna (AGN), eller en större region av damm, gas och stjärnkluster.

Men i mars 2018 lyserde detta svarta håls korona kort extra ljust. All-Sky Automated Survey for Super-Novae (ASSASN), en grupp med 24 Ohio State University-teleskoper runt om i världen som är utformade för att jaga supernovor, tog upp en 40-faldig ökning i ljusstyrka.

"Detta var en AGN som vi typ visste om, men det var inte särskilt speciellt," sade Erin Kara, en fysiker i MIT och huvudförfattare till ett papper om händelsen, i ett uttalande. "Då märkte de att den här fabriken AGN blev plötsligt ljus, vilket fick vår uppmärksamhet, och vi började peka många andra teleskop i många andra våglängder för att titta på det."

Efter att AGN tändes, dimmade det plötsligt. Det svarta hålet i mitten - som bäst ses med röntgen-teleskop - verkade bli 10.000 gånger mindre ljus på mindre än ett år.

"Vi förväntar oss att ljusförändringar så stora bör variera på tidsskalor från många tusen till miljoner år," sade Kara. Denna region, under tiden, "Men i det här objektet såg vi det förändras med 10.000 under ett år, och det ändrades till och med med en faktor 100 på åtta timmar, vilket bara är helt okänt och verkligen förvirrande."

Relaterad: 9 fakta om svarta hål som kommer att blåsa ditt sinne

Dimmningen varade dock inte. Efter den första 8-timmars dimmningsperioden fortsatte korona att dämpa under stora delar av nästa år. Sedan, under bara några månader, tändes det svarta hålet igen. Nu ser det nästan exakt ut som innan koronaen blinkade och försvann.

Så vad hände?

Forskare är inte säkra, men Kara och hennes kollegor har en teori.

Vi upptäcker svarta hål huvudsakligen på grund av deras anslutningsskivor, materiens ringar som virvlar runt dem, varav korona bara är den innersta, snabbast rörliga delen.

Svarta hål matar och växer genom att smutta från sina ackretionsskivor. Det är svårt för någonting att falla direkt genom evenemangshorisonten utan att först bryta upp och spendera tid med att kretsa runt cirklar. (Detta gäller för alla tunga föremål i rymden; det är mycket svårare att falla i solen, till exempel än det är att kretsa runt det.) Mycket av saken i en ackretionsskiva faller så småningom i det svarta hålet, men bara efter en lång period med cirkulation av avloppet.

-Universum: Big Bang till nu i 10 enkla steg

-De 15 konstigaste galaxerna i vårt universum

-101 astronomibilder som kommer att blåsa ditt sinne

För att någonting ska släppas ur en ackretionsskiva och i ett svart hål, tror fysiker att något måste störa det objektet. Vanligtvis är den skyldige turbulens. Men om något tungt, förmodligen en stjärna, smickade in i koronan 1ES 1927 + 654, kan stjärnan ha brutit upp och störd tillslutningsskivan tillräckligt för att knacka banan i den svarta helheten på en gång. Forskare kallar denna typ av händelser för en "tidvattenstörning."

I så fall skulle den första ljusa blixten troligen ha varit stjärnan som sprickit öppen när den träffade korona. Det stora håravfallet i det svarta hålet skulle ha överväldat tyngdekraften som håller stjärnan ihop och rivit den isär.

Det fällbara 8-timmars fallet i ljusstyrka skulle ha varit den första tidvattensstörningen av ackretionsskivan. En hel massa gas, damm och plasma som hade skickats i snygga cirklar innan stjärnan anlände skulle ha fallit förbi evenemangshorisonten på en gång - smackat in av kollisionen med stjärnan. Och sedan skulle den ytterligare nedtoningen under en period av månader ha varit den återstående, jostlade materien som föll ut ur en nu instabil bana.

Relaterad: De 18 största olösta mysterierna inom fysik

En skurkstjärna kunde också ha stört magnetfältlinjerna runt det svarta hålet. Ett svart håls magnetfält kan hjälpa till att upprätthålla en högenergikorona - magnetfältlinjerna som håller det virvlande, högenergiska materialet på plats ... En kollision med en stjärna kan störa det fältet tillräckligt för att korona ska falla isär.

Om det är vad som hände här, är det en stor sak.

Det finns mycket om svarthåliga koronor som forskare inte förstår, inklusive platserna för magnetfältlinjerna som håller dem intakta. Men de vet att ett svart hål på storleken 1ES 1927 + 654 skulle behöva komma så nära som 75 miljoner kilometer från själva singulariteten som ska dras in. Det är inte mycket längre än avståndet från Merkurius till solen.

Om en stjärna störde magnetfältet i det svarta hålet efter att ha fallit isär på det avståndet, tyder det på att korona och magnetfältlinjer är ungefär så långt från det svarta hålet också. Från Jorden är korona med svart hål för nära sina centrala singulariteter för att direkt kunna mäta de inblandade avstånden. Så det är en stor sak.

"Med förbehållet att denna händelse hände från en stavning av tidvattensstörningar, skulle detta vara några av de striktaste begränsningarna vi har för var korona måste existera," sade Kara. "Vi vill hålla ett öga på det ... Det är fortfarande i detta ovanliga högflödestillstånd, och kanske kommer det att göra något galen igen, så vi vill inte missa det."