Dr. Valeriu Tudose, cercetător al Institutului de Științe Spațiale (ISS), a observat sistemul binar V404 Cygni, format dintr-o stea și o gaură neagră, care la sfârșitul lunii iunie s-a trezit la viață, după 26 de ani de hibernare. Gaura neagră a început să devoreze violent steaua companion, generând unul dintre cele mai luminoase obiecte de pe cer din punct de vedere energetic. Observațiile au fost realizate în unde radio în cadrul colaborării JACPOT.

Aflat la 8000 de ani lumină depărtare de noi, chiar în galaxia noastră, sistemul binar V404 Cygni este format dintr-o gaură neagră și o stea care gravitează un centru comun de masă. Într-un proces gradual, gaura neagră fură materie din stea, materie care circulă dinspre stea spre gaura neagră, formând un disc de acreție în jurul celei din urmă, după cum se poate observa în ilustrația artistică de mai jos, făcută publică de Agenția Spațială Europeană.

La sfârșitul lunii iunie, acest proces a atins un prag critic, moment în care a devenit mult mai violent și mai vizibil. Ultima oară când s-a întâmplat acest lucru a fost în 1989. Astfel că astronomi de pe întreg mapamondul observă acest proces rar, care a mai fost observat doar în alte două ocazii, în 1938 și 1956.

Printre aceștia se numără și Dr. Valeriu Tudose, cercetător al Institutului de Științe Spațiale (ISS), unde lucrează în Laboratorul de Cosmologie și Fizica Astroparticulelor. Tudose face totodată parte din colaborarea JACPOT (Jet Acceleration and Collimation Probe of Transient X-ray Binaries — Studiul Accelerării și Colimării Jeturilor în Sisteme Binare X Tranziente).

“Această colaborare reunește cercetători din mai multe țări cu un interes comun. Urmărim să observăm sisteme binare tranziente, adică sisteme formate dintr-un obiect compact, o gaură neagră sau o stea neutronică, și o stea obișnuită, care din când în când trec într-o stare foarte activă în care strălucirea lor crește de sute ori mii de ori. Interesul nostru este să observăm jeturile care se formează, adică materia ejectată din aceste sisteme cu viteze care pot atinge zeci de procente din viteza luminii”, declară Dr. Valeriu Tudose.

Urmare a anunțurilor făcute de diverse observatoare începând cu 15 iunie privind intensificarea activității în sistemul V404 Cygni, Tudose, alături de colegii săi de colaborare, a apelat la EVN-Rețeaua Europeană VLBI (Very Long Baseline Interferometry) pentru a realiza observații radio asupra sistemului. EVN este o rețea de radio telescoape plasate mai ales în Europa, dar și în Africa de Sud și China, care împreună pot acționa ca un singur telescop de dimensiuni continentale.

Observațiile realizate de Tudose și colaboratorii au avut loc pe 23-24 iunie și 5-6 iulie. Scopul acestora este de a înțelege mai bine cum într-un sistem precum V404 Cygni, în care o gaură neagră atrage materie de la o stea, jeturile interacționează cu materia înconjurătoare. Încă nu se cunoaște cu exactitate cum se formează aceste jeturi și nici nu se știe în detaliu care este conexiunea lor cu discul de acreție.

“Aceste jeturi sunt esențiale pentru noi deoarece oferă informații importante privind procesul de acreție-ejecție a materiei în apropierea obiectelor compacte, cu câmp gravitațional foarte puternic. Înțelegând mai bine acest proces în sistemele din Galaxia noastră, precum V404 Cyg, se poate apoi generaliza și la alte sisteme asemănătoare dar mai greu de studiat, cum ar fi găurile negre super-masive și spațiul înconjurător din centrul nucleelor galactice active”, spune Tudose.

Alături de observațiile în unde radio realizate de Institutul de Științe Spațiale, din România s-au realizat și observații optice la Institutul Astronomic al Academiei Române. Împreună, aceste date corelate și cu observațiile altor cercetători din lume, ar putea să ajute cercetătorii să înțeleagă mai bine ce se petrece în apropierea unei găuri negre.
Rezultatele preliminare ale observațiilor au fost raportate în The Astronomer’s Telegram #7730 și #7742.

Valeriu Tudose şi-a început pregătirea academică în cadrul Facultăţii de Fizică a Universităţii din Bucureşti, pe care a absolvit-o în 2001, continuându-şi apoi studiile în astronomie/astrofizică la Institutul de Radio-Astronomie Max-Planck din Bonn, Germania. Doctoratul l-a obţinut în cadrul Institutul Astronomic „Anton Pannekoek” din cadrul Universităţii din Amsterdam, dupa care a facut un stagiu post-doctoral la Institutul Olandez de Radio Astronomie (Netherlands Institute for Radio Astronomy – ASTRON) în perioada 2009 – 2012.

Înainte de a se alătura Institutului de Ştiinţe Spaţiale în cadrul Laboratorul de Cosmologie și Fizica Astroparticulelor, Valeriu Tudose a fost asistent de cercetare (2002-2004), iar apoi iar apoi cercetător asociat (începând cu 2004) la Institutul Astronomic al Academiei Române. Începând cu 2012, acesta lucrează ca cercetător la Institutul de Ştiinţe Spaţiale, fiind totodată membru Ad Astra, un proiect online dedicat comunităţii ştiinţifice româneşti (din 2009). CV-ul complet este disponibil aici.

Legendă imagini

Imaginea A: Variaţiile de strălucire ale sistemului binar V404 Cygni observate cu reţeaua de radiotelescoape EVN pe 23-24 iunie, la frecvenţa de 1.6 GHz. Animaţia cuprinde 5 hărţi radio, fiecare dintre ele realizate cu 2 ore de date. Sistemul binar este extrem de mic şi se află în centrul imaginilor, dar nu apare în acestea întrucât nu emite în domeniul radio. Ceea ce se observă este emisia de la jeturile care ejectează materie din sistem. Hărţile radio sunt asemănătoare hărţilor topografice, în sensul că liniile reprezentate unesc regiuni de pixeli cu aceleaşi valori ale strălucirii. Culorile exprimă de asemenea strălucirea, aceasta crescând de la albastru spre roşu (a se vedea bara de deasupra imaginilor). În partea din stânga jos a fiecărei hărţi radio este reprezentată rezoluţia observaţiilor. Forma şi mărimea ei este dată de numărul şi poziţia pe Pământ a radiotelescoapelor care observă în acelaşi timp obiectul (de-a lungul celor aproximativ 10 ore de observaţii numărul telescoapelor participante a variat).

Credit imagine: V. Tudose (ISS) et al./JACPOT

Imaginea B (poate fi descărcată de aici): Variații de strălucire ale sistemului biner V404 Cygni observate de-a lungul mai multor ore în domeniul optic (filtru Johnson V) cu telescopul de 0.5m al Institutului Astronomic al Academiei Române. Sistemul binar se găsește aprope de centrul imaginilor.

Credit imagine: A. Șonka et al./IAAR