Астрономы наблюдают за звездой, которую поглощает черная дыра
С помощью очень большого телескопа ESO (VLT) и телескопа новых технологий (NTT), глобальной сети телескопов обсерватории Лас-Кумбрес и Neil Gehrel Swift Observatory международная группа астрономов смогла наблюдать за вспышкой в результате приливного разрушения в течении 6 месяцев.
Событие, обозначенное как AT2019qiz, произошло в спиральной галактике примерно в 215 миллионах световых лет от Земли в южном созвездии Эридана и является ближайшим подобным событием из всех зарегистрированных.
Событие приливного разрушения возникает, когда звезда проходит слишком близко к черной дыре, и экстремальное гравитационное притяжение черной дыры разрывает звезду на тонкие потоки материала — процесс, называемый спагеттификацией; во время этого процесса часть материала попадает в черную дыру и испускается яркая вспышка света, которую могут обнаружить астрономы.
Звезда в центре галактики может оказаться на орбите, которая пересекает приливный радиус сверхмассивной черной дыры.
Это столкновение вызывает разброс удельной орбитальной энергии связи по всей звезде, который на порядки превышает среднюю энергию связи, достаточную для разрыва звезды в «приливном разрушении».
Обломки звезды растягиваются в длинный тонкий поток, примерно половина которого остается связанной со сверхмассивной черной дырой. Когда связанные обломки вращаются вокруг черной дыры, релятивистская прецессия заставляет поток самопересекаться и рассеивать энергию.
Это разрушение может вызвать очень яркую вспышку, либо когда пересекающиеся потоки циркулируют и образуют аккреционный диск, либо даже раньше, если сопоставимое излучение создается непосредственно от столкновения потоков.
«Идея о том, что черная дыра «засасывает» ближайшую звезду, звучит как научная фантастика. Но это именно то, что происходит во время приливного разрушения», — сказал доктор Мэтт Николл, астроном из Бирмингемского и Эдинбургского университетов.
«Но эти приливные события, когда звезда испытывает так называемую спагеттификацию, когда ее засасывает черная дыра, редки и не всегда легко поддаются изучению».
Доктор Николл и его коллеги направили телескопы VLT и NTT на новую вспышку света, которая произошла в прошлом году недалеко от сверхмассивной черной дыры, чтобы детально исследовать, что происходит, когда звезду пожирает такой массивный объект.
«Мы обнаружили, что, когда черная дыра пожирает звезду, она может запустить мощный выброс материала наружу, который закрывает нам обзор», — говорят ученые.
«Это происходит потому, что энергия, выделяемая при поедании звездного материала черной дырой, выталкивает звездные обломки наружу».
Открытие стало возможным, потому что событие AT2019qiz было обнаружено вскоре после того, как звезда была разорвана на части.
«Поскольку мы поймали это рано, мы действительно могли видеть, как поднимается завеса из пыли и обломков, когда черная дыра запускает мощный поток материала со скоростью до 10 000 км/с» — говорят исследователи.
Они провели наблюдения за AT2019qiz в течение 6-месячного периода, когда вспышка увеличивалась в яркости, а затем угасала.
Быстрые и обширные наблюдения в ультрафиолетовом, оптическом, рентгеновском и радиодиапазонах впервые выявили прямую связь между веществом, истекающим из звезды, и яркой вспышкой, испускаемой, когда она поглощается черной дырой.
Наблюдения показали, что звезда имела примерно такую же массу, как и наше Солнце, и что она потеряла около половины этой массы из-за чудовищной черной дыры, которая более чем в миллион раз массивнее звезды.
Результаты работы опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.