Gdy czarne dziury pochłaniają gwiazdy, wytworzona energia ogrzewa zakurzoną kulę.
Wyobraź sobie, że zmierzasz do doliny, by oglądać fajerwerki. Ryk z eksplozji prochu może towarzyszyć echo wytwarzane przez jedną lub więcej fal dźwiękowych odbijanych od boków doliny. Wiedząc, jak szybko fale dźwiękowe poruszają się w powietrzu, możesz obliczyć, jak daleko są boki doliny od miejsca wybuchu fajerwerków. Aby to zrobić, musisz wykryć, ile czasu upływa między odstępami między dźwiękiem eksplozji a powrotem echa.
Brzmi to jak zwykła lekcja fizyki, ale astrofizyka zastosowała podobną zasadę, ale w najbardziej ekstremalnych warunkach, które mogą istnieć w naszym Wszechświecie. Mianowicie, w supermasywnych czarnych dziurach zlokalizowanych w centrach galaktyk. Ale w tym przypadku fajerwerk jest gwiazdą pochłoniętą przez czarną dziurę, a boki doliny są otaczającymi ją pierścieniami pyłu, które są poza zasięgiem grawitacyjnego wpływu czarnej dziury.
Supermasywne czarne dziury „ważą” miliony i miliardy razy masę naszego Słońca i są bardzo skuteczne w pochłanianiu gwiazd, które są zbyt blisko. Kiedy nieszczęsna gwiazda wędruje w tej odległości, zwanej „promieniem Roche (limit)”, zmiana pływów jest kierowana na tę gwiazdę z taką siłą, że rozciąga się ona na samo zapomnienie. Ten proces jest znany jako „gwiezdne zniszczenie pływów”. Gwiaździsta materia rozciąga się i rozciąga, wciągając w horyzont zdarzenia czarnej dziury. Gdy tak się dzieje, generowany jest potężny błysk, uwalniający promieniowanie X i promieniowanie ultrafioletowe w przestrzeń kosmiczną, co można zaobserwować z Ziemi. Jeśli to promieniowanie jonizujące wpadnie w chmurę pyłu wokół czarnej dziury, to wyparuje. Ale wtedy energia z tego promieniowania zacznie być absorbowana, a później ponownie emitowana w postaci promieniowania podczerwonego. To właśnie remisja promieniowania podczerwonego, działająca jako echo, pojawia się jakiś czas po początkowym błysku.
Wykorzystując dane znalezione przez WISE (ang. Wide-Angle Infrared Reviewer), dwie grupy badaczy były w stanie uzyskać niesamowitą ilość informacji o ilości przestrzeni otaczającej odległe supermasywne czarne dziury, a także ujawniły pewne niuanse tych katastrofalnych eksplozji.
Przed zakończeniem misji WISE w 2011 roku teleskop tworzył mapę podczerwieni wszechświata co 6 miesięcy. Po znalezieniu kandydatów do zniszczenia gwiazd pływowych w centrach galaktyk, dane WISE można wykorzystać do sprawdzenia, w jaki sposób błysk wpłynął na pierścień pyłu czarnej dziury i jak wyewoluowało ciepło. Aby to zrobić, użyj techniki zwanej „odbiciem fotografii” lub „echa światła”. Dzięki tym informacjom naukowcy będą w stanie określić, jak daleko chmury pyłu znajdowały się od czarnej dziury i ile energii zostało uwolnione podczas wybuchu. „Nasze badania potwierdzają, że istnieje tam pył i możemy go użyć do określenia, ile energii zostało wygenerowane, gdy gwiazda została zniszczona” - powiedział Varuzhan Gordzhian, astronom z NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii.
Ponadto byli w stanie uzyskać informacje o strukturze otaczającego pyłu. Został on wdmuchiwany do „spotted sferycznej sieci pyłu, znajdującej się kilka bilionów mil (pół roku świetlnego) od czarnej dziury”, powiedział komunikat prasowy NASA.
„Czarna dziura zniszczyła wszystko między sobą a tą zakurzoną skorupą” - powiedział Siert van Velzen z John Hopkins University w Baltimore. „To tak, jakby czarna dziura zdecydowała się użyć płomienia do oczyszczenia swojego pokoju”.
