Порождает ли нейтрино черная дыра при поедании звезды? Вряд ли, показывает новое исследование

Новые расчеты показывают, что черная дыра, поглощающая звезду, возможно, не генерировала достаточно энергии для запуска нейтрино.

Об этом рассказывают в Гарвард-Смитсоновском Центре астрофизики (CfA).

В октябре 2019 года высокоэнергетическое нейтрино врезалось в Антарктиду. Нейтрино, которое было чрезвычайно трудно обнаружить, вызвало незаурядный интерес у астрономов: что могло породить такую ​​мощную частицу?

Исследователи проследили нейтрино к сверхмассивной черной дыре, которая только что разорвала и поглотила звезду. Известное как событие приточного разрушения (TDE), AT2019dsg произошло всего несколькими месяцами ранее – в апреле 2019 года – в той же области неба, откуда пришло нейтрино. По мнению астрономов, это чудовищно жестокое событие должно быть источником мощной частицы.

Но новое исследование ставит под сомнение это утверждение.

В учении, опубликованном в этом месяце в Astrophysical Journal, исследователи CfA и Северо-Западного университета представили новые обширные радионаблюдения и данные по AT2019dsg, которые позволили команде подсчитать энергию, излучаемую событием. Выводы показывают, что событие AT2019dsg не генерировало даже близкой энергии к той, которая необходима для нейтрино; на самом деле, то, что она исторгла, было "обычным", решила команда.

Черные дыры – грязные едоки

Хотя это может показаться нелогичным, черные дыры не всегда проглатывают все, что находится в пределах досягаемости.

"Черные дыры не похожи на пылесос", - говорит Иветт Сендес, аспирант Центра астрофизики, которая руководила исследованием.

Когда звезда заблудилась слишком близко к черной дыре, гравитационные силы начинают ее растягивать, или спагеттифицировать, объясняет Сендес. В конце концов, удлиненный материал вращается вокруг черной дыры и нагревается, создавая вспышку на небе, которую астрономы могут заметить с расстояния в миллионы световых лет.

"Но когда материала слишком много, черные дыры не могут съесть весь его сразу", - говорит Кейт Александер, соавтор исследования и постдокторант Северо-Западного университета, называющая черные дыры "грязными едоками". "Часть газа выбрасывается назад во время этого процесса – как дети, когда едят, то часть пищи попадает на пол или стены".

Эти остатки попадают обратно в космос в виде оттока или струи – которая, если она достаточно мощная, теоретически могла бы генерировать субатомную частицу, известную как нейтрино.

Маловероятный источник нейтрино

Используя Очень большой массив в Нью-Мексико и Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA) в Чили, команда смогла наблюдать AT2019dsg, находящееся на расстоянии примерно 750 миллионов световых лет, в течение более чем 500 дней после того, как черная дыра начала поглощать звезду. Обширные радионаблюдения делают AT2019dsg наиболее хорошо изученным TDE на сегодняшний день и показали, что яркость радиоизлучения достигла своего пика примерно через 200 дней после начала события.

Согласно полученным данным, общее количество энергии в оттоке эквивалентно энергии, излучаемой Солнцем в течение 30 миллионов лет. Хотя это может показаться впечатляющим, но для мощного нейтрино, замеченного 1 октября 2019 года, понадобится источник энергии в 1000 раз более энергичный.

"Вместо яркой струи материала, необходимого для этого, мы видим более тусклое радиоизлучение оттока материала", - объясняет Александр. "Вместо мощного огнестрела, мы видим тихий ветер".

Сендес добавляет: "Если это нейтрино каким-то образом происходит от AT2019dsg, возникает вопрос: почему мы не заметили нейтрино, связанные со сверхновыми на этом расстоянии или ближе? Они встречаются гораздо чаще и имеют такие же энергетические скорости".

Команда пришла к выводу, что маловероятно, чтобы нейтрино пришло именно с этого TDE. Однако если бы это было так, то астрономы еще далеки от понимания TDE и того, как они запускают нейтрино.

"Мы, вероятно, еще раз проверим это событие", - говорит Сендес, который считает, что еще многое предстоит узнать. "Эта черная дыра все еще питается".

TDE AT2019dsg была впервые обнаружена 9 апреля 2019 года на Установке переходных объектов Цвикки в Южной Калифорнии. Нейтрино, известное как IceCube-191001A, было обнаружено обсерваторией IceCube Neutrino на Южном полюсе через полгода.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.