Een team van astrofysici heeft een oplossing gevonden voor een langdurig astronomisch vraagstuk over het gedrag van sterren die in de nabijheid van supermassieve zwarte gaten overleven. Het onderzoek richt zich op waarom bepaalde sterren, die herhaaldelijk een zwart gat passeren, lichtflitsen produceren die in intensiteit afnemen terwijl de tijd tussen deze gebeurtenissen gelijk blijft.
In de kern van de meeste sterrenstelsels bevinden zich zwarte gaten met een enorme massa. Wanneer een ster te dicht bij zo'n object komt, kunnen de getijdenkrachten de ster volledig uit elkaar trekken, een proces dat bekendstaat als een 'tidal disruption event'. Soms overleeft een ster deze ontmoeting echter gedeeltelijk en blijft deze in een baan rond het zwarte gat draaien. Bij elke passage wordt er een stukje massa weggerukt, wat leidt tot een lichtflits. Deze fenomenen worden aangeduid als 'repeating partial tidal disruption events' (rpTDEs).
Volgens berichtgeving van sciencedaily.com maken deze rpTDEs het voor astronomen mogelijk om via surveys die grote delen van de hemel scannen, dezelfde interactie tussen een ster en een zwart gat herhaaldelijk te observeren.
Het probleem voor wetenschappers was dat vier van de ongeveer tien bekende systemen een vreemd patroon vertoonden. De opeenvolgende flitsen werden steeds zwakker, maar de intervallen tussen de flitsen — die variëren van enkele maanden tot jaren — bleven constant. Dit was theoretisch onverklaarbaar, aangezien een ster die minder massa verliest, normaal gesproken in een strakkere baan terecht zou komen, waardoor de tijd tussen de flitsen juist zou moeten verkorten. Zoals beschreven door cosmicherald.com, strookten de waarnemingen dus niet met de bestaande modellen.
Onderzoekers van de Syracuse University, waaronder doctoraatsstudent Ananya Bandopadhyay en postdoc Benjamin Amend, hebben dit raadsel onderzocht. In hun studie, die is gepubliceerd in The Astrophysical Journal, concluderen zij dat de rotatie van de ster de ontbrekende factor is. Volgens een artikel van srpske.rs bleken de betreffende sterren al zeer snel te draaien voordat ze door het zwarte gat werden gevangen. Deze initiële rotatie verklaart niet alleen de afnemende intensiteit van de flitsen, maar werpt ook licht op hoe deze sterren überhaupt in zulke nauwe banen terecht zijn gekomen.
Deze ontdekking biedt een cruciale aanvulling op de theoretische modellen van getijdenkrachten en stellaire overleving. Door de rotatie van de ster in de berekeningen op te nemen, kunnen wetenschappers de waargenomen data nu accuraat reproduceren. Zoals vermeld in een mededeling van syr.edu, draagt dit onderzoek bij aan een dieper begrip van de complexe interacties in de meest extreme zwaartekrachtomgevingen van het universum.