Prema pretpostavci astronoma, u središtu svih ili gotovo svih galaksija nalazi se supermasivna crna rupa. No kad se galaksije spoje, hoće li isto učiniti i njihove crne rupe? Prema simulacijama odgovor nije uvijek jednoznačan: katkad se jedna oslobodi gravitacijskog stiska ujedinjene galaksije i kao prognanik luta svemirom. Istraživačka skupina sada je pronašla dugo traženi dokaz o postojanju supermasivne crne rupe oko koje se nalazi vrlo malo zvijezda i koja je, čini se, izbačena iz sustava nakon spajanja galaksija. „Ovako nešto još nikad nismo vidjeli” – kaže Robert Stein, astronom sa Sveučilišta Maryland, glavni autor rada objavljenog na stranicama časopisa The Astrophysical Journal Letters (studija).
Astronomi odavno istražuju posljedice spajanja galaksija tražeći crne rupe koje kruže jedna oko druge. Središta galaksija čija svjetlina pulsira u godišnjim ili desetogodišnjim razdobljima upućuju na takve binarne sustave, ali rezultati dosad nisu bili jednoznačni. Pažljivim dugoročnim praćenjem izgorjelih zvijezda zvanih pulsari uočena je pozadinska buka gravitacijskih valova prostorvremena. Stručnjaci danas smatraju da je ta buka rezultat zajedničkog djelovanja supermasivnih crnih rupa koje se nakon sudara galaksija spiralno primiču jedna drugoj.
Crne rupe koje odlutaju iz sudara između galaksija ne ostavljaju takav trag. Postoji ipak pojava koja može otkriti prisutnost lutajućih crnih rupa. Crne rupe po definiciji ne emitiraju svjetlost, pa ih astronomi moraju otkrivati neizravnim metodama, primjerice po njihovu gravitacijskom utjecaju na obližnje zvijezde ili po sjaju zagrijanog plina i prašine koje skuplja gravitacija crne rupe. Ako je supermasivna crna rupa posve lišena materije, te metode ne djeluju. No ako zadrži šačicu zvijezda koje kruže oko nje, a jedna od njih zađe preblizu, gravitacija crne rupe može je rastrgnuti (to je takozvana plimna katastrofa, odnosno TDE) – stvarajući disk od supervruće materije koji sja dovoljno jako da se vidi izdaleka.
Posljednjih su godina astronomi uočili više od 200 takvih događaja raspadanja, od kojih se gotovo svi mogu povezati s crnim rupama u središtima galaksija. Šačica ih, međutim, može biti i znak lutajućih crnih rupa jer se ne mogu povezati s većom galaksijom. No i među njima mogu biti događaji u patuljastim galaksijama ili zvjezdanim skupovima, koji se ne odvijaju oko usamljenih crnih rupa.
Da bi pronašao pravog lutalicu, Steinov je tim razvio algoritam strojnog učenja koji u ranijim podacima promatranja traži karakterističnu krivulju sjaja rastrgavanja zvijezda. „Algoritam smo istrenirali tako da uzima u obzir isključivo svjetlost koja potječe od plimnih katastrofa, a onda smo ga pustili na slobodu u kozmosu” – kaže Stein.
Od kolovoza 2025. izmijenjeni je algoritam pronašao više TDE-ova u središtima galaksija prije nego što je otkrio jedan na rubu velike galaksije. „Jasno je bio na granici područja gdje se galaksija više nije mogla ni vidjeti” – kaže Stein. Radi sigurnosti tim je uz pomoć jednog čileanskog teleskopa izradio i optički spektar objekta nazvanog TDE 2025abcr, a pomoću NASA-ina teleskopa Neil Gehrels Swift prikupio je i podatke o rendgenskom i ultraljubičastom zračenju. Sva ta promatranja uvjerljivo su potvrdila da je doista riječ o TDE-u, kaže Stein.
Krivulja sjaja TDE-a upućuje na to da je masa crne rupe otprilike milijun puta veća od Sunčeve, dok je masa središnje crne rupe obližnje galaksije vjerojatno milijardu Sunčevih masa. Najvjerojatniji scenarij je da se galaksija veličine otprilike Mliječne staze spojila s puno većom galaksijom, a crna rupa manje galaksije ostala je sama.
Ovakva usamljena crna rupa pravi je dar za astronome. U tjednima nakon otkrića TDE 2025abcr pojavu su promatrali teleskopima Keck i svemirskim teleskopom James Webb tvrtke NASA kako bi zabilježili njezin sjaj u optičkom i infracrvenom području. Svjetlost koju TDE-ovi emitiraju na tim valnim duljinama obično zagušuje zvjezdana svjetlost okolne galaksije, ali budući da kod TDE-a 2025abcr nema takvog smetajućeg čimbenika, to ne predstavlja problem. Zanimljivo je da su stručnjaci uočili nešto više infracrvenog zračenja od očekivanog. Ako se ta pojava zadrži i kad TDE izblijedi, to bi moglo upućivati na rijetku skupinu zvijezda oko lutajuće crne rupe, koja je možda ostatak izvorne galaksije.
Sada kad astronomi znaju da je takve lutajuće crne rupe moguće potražiti, nadaju se da bi ih još mogli pronaći među tisućama TDE-ova koji se uoče svake godine. Očekivana poplava takvih TDE-ova bit će ključna za razumijevanje ove slabo poznate populacije crnih rupa, kažu stručnjaci.
