Смерть от спагеттификации: последние моменты жизни звезды от черной дыры

Астрономы заметили редкую вспышку света от звезды, разорванной сверхмассивной черной дырой. Это явление, известное как событие приливного разрушения, является ближайшей подобной вспышкой, зафиксированной на сегодняшний день.

Оно произошло на расстоянии чуть больше 215 миллионов световых лет от Земли, и было изучено беспрецедентно подробно. Исследование опубликовано 12 октября в журнале «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», рассказывают в Европейской южной обсерватории (ЕЮО).

«Идея о том, что черная дыра «всасывает» звезду поблизости, звучит как научная фантастика. Но это именно то, что происходит в случае события приливного разрушения», - говорит Мэтт Николл, преподаватель и научный сотрудник Королевского астрономического общества из Бирмингемского университета в Великобритании и ведущий автор нового исследования. Но эти события приливного разрушения, когда звезда переживает то, что называется спагеттификацией, поскольку она всасывается черной дырой, редки и не всегда легки для изучения. Группа исследователей направила телескопы ЕЮО Очень большой телескоп (VLT) и Телескоп новой технологии (NTT) на новую вспышку света, которая произошла в прошлом году вблизи сверхмассивной черной дыры, чтобы детально исследовать, что происходит, когда звезду пожирает такое чудовище.

Астрономам известно, что должно происходить в теории. «Когда несчастная звезда забредет слишком близко к сверхмассивной черной дыре в центре галактики, чрезвычайное гравитационное притяжение черной дыры раздробляет звезду на тонкие потоки материала», - объясняет автор исследования Томас Веверс, сотрудник ЕЮО в Сантьяго, Чили, работавший в Институте астрономии Кембриджского университета в Великобритании. По мере того, как некоторые тонкие нити звездного материала попадают в черную дыру во время этого процесса спагеттификации, высвобождается энергия с ярким сиянием, которое могут обнаружить астрономы.

Не взирая на мощность и яркость, до сих пор астрономы имели проблемы с исследованием этой вспышки света, которая зачастую закрывалась завесой из пыли и мусора. Только сейчас астрономы смогли пролить свет на происхождение этой завесы.

«Мы обнаружили, что когда черная дыра поглощает звезду, она может выпустить мощный взрыв материала наружу, что препятствует нашему взору», - объясняет Саманта Оутс, также из Бирмингемского университета. Это происходит потому, что энергия, которая выделяется в результате поглощения черной дырой звездного материала, выталкивает обломки звезды наружу.

Открытие стало возможным, поскольку событие приливного разрушения AT2019qiz, которое изучала команда, была обнаружена всего лишь через короткое время после разрушения звезды. «Поскольку мы смогли успеть, мы увидели, как на самом деле поднимается завеса из пыли и мусора, когда черная дыра начала мощный отток материала со скоростью до 10000 км/с», - говорит Кейт Александер, сотрудник программы НАСА «Эйнштейн» из Северо-Западного университета в США. «Этот уникальный "взгляд за завесу" предоставил первую возможность определить происхождение затмившего материала и проследить в реальном времени, как он охватывает черную дыру».

Команда проводила наблюдения за AT2019qiz, расположенного в спиральной галактике в созвездии Эридана, в течение 6-месячного периода, по мере того, как вспышка увеличивала свое свечение, а затем погасла. «Несколько небесных обзоров обнаружили выбросы от нового события приливного разрушения очень быстро после того, как звезда была разорвана», - говорит Веверс. «Мы сразу же направили комплекс наземных и космических телескопов в этом направлении, чтобы увидеть, чем свет был зарожден».

В течение следующих месяцев были проведены многочисленные наблюдения за этим событием с помощью оборудования, включая X-shooter и EFOSC2 - мощные инструменты на телескопах VLT и NTT, находящиеся в Чили. Тщательные и обширные наблюдения в ультрафиолетовом, оптическом, рентгеновском и радио- свете впервые обнаружили прямую связь между материалом, вытекающим из звезды, и яркой вспышкой, который излучает черная дыра. «Наблюдения показали, что звезда имела примерно такую же массу, как наше собственное Солнце, и она потеряла примерно половину этого от чудовищной черной дыры, которая в миллион раз более массивна», - говорит Николл, который также является приглашенным научным сотрудником в Эдинбургском университете.

Исследование помогает нам лучше понять сверхмассивные черные дыры и то, как ведет себя материя в среде с чрезвычайной гравитацией вокруг них. Команда заявляет, что AT2019qiz может даже выступить в качестве «Розеттского камня» для интерпретации будущих наблюдений за событиями приливного разрушения. Очень большой телескоп (ELT) от ЭПО, который планируется ввести в эксплуатацию в этом десятилетии, позволит исследователям выявлять все более слабые и развивающиеся события приливного разрушения, чтобы разгадывать дальнейшие тайны физики черных дыр.

Читайте еще интересные новости о космосе.