Астрономы зафиксировали редкое явление поглощения звезды черной дырой

Обсерватория NASA имени Нила Герелса Свифта зафиксировала «осиротевшую» черную дыру, которая вспыхнула, поглощая звезду на окраине отдаленной галактики. Такие явления и так случаются редко, а еще никогда ранее их не наблюдали на таком большом расстоянии от ядра галактики.

Об открытии сообщает NASA, передают OstanniPodii.com.

«Мы искали эти события, во время которых чёрные дыры разрывают звёзды, чтобы обнаружить иначе невидимые сверхмассивные чёрные дыры, которые удаляются от ядер галактик, где они обычно находятся», — сказал Роберт Стейн, научный сотрудник Университета Мэриленда в Колледж-Парке и Центра космических полётов NASA имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. «Благодаря этому открытию, которое является одним из немногих подтвержденных на сегодняшний день, мы проверили новую методику и можем использовать её для поиска других подобных случаев».

Статья с описанием результатов, автором которой является Стейн, была опубликована в понедельник в «The Astrophysical Journal Letters».

Исследователи наблюдали чрезвычайно яркую вспышку, вызванную разрывом звезды под действием экстремальных гравитационных сил после того, как она слишком приблизилась к гигантской черной дыре — явление, которое называется «приливным разрушением». Масса чёрной дыры, стоящей за этой вспышкой, составляет примерно миллион масс Солнца. Впервые о её существовании было сообщено в ноябре 2025 года как о необычном явлении в галактике, удалённой примерно на 750 миллионов световых лет, по данным Установки транзиентов Цвики (ZTF) — обследования, проведённого обсерваторией Паломар в Южной Калифорнии.

«Среди полумиллиона вспышек, которые ZTF фиксирует каждую ночь, наш новый алгоритм искусственного интеллекта автоматически распознал вспышку, очень напоминавшую событие приливного разрушения, несмотря на её необычное расположение на окраине галактики», — сказал Стейн. В течение нескольких месяцев событие приливного разрушения затмевало всю свою галактику в ультрафиолетовом диапазоне, временно излучая свет, эквивалентный примерно 10 миллиардам Солнц.

Другие телескопы, в частности телескоп «Южные астрофизические исследования» (SOAR) в Чили, провели дополнительные наблюдения за источником, обнаруженным ZTF, с целью изучения спектра события, который показал признаки того, что, вероятно, это было явление приливного разрушения. Затем астрономы использовали спутник «Свифт» для исследования длин волн, которые невозможно обнаружить с помощью наземных телескопов, и получения новой информации. Например, прибор UVOT (Ультрафиолетовый/оптический телескоп) на борту «Свифта» измерил температуру сигнала и установил, что она достаточно высока — около 30 000 градусов по Цельсию.

«Сочетание всех этих данных помогло нам исключить другие объяснения и с уверенностью утверждать, что это явление приливного разрушения, несмотря на его странное расположение», — сказал Джонатан Карни, аспирант Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле, который получил первые спектры, подтвердившие интерпретацию вспышки как события приливного разрушения.

Скрытые гиганты

Почти каждая галактика во Вселенной имеет в своём центре сверхмассивную чёрную дыру. Примерно раз в 100 000 лет какая-то звезда оказывается слишком близко к этому невидимому гиганту и вызывает событие приливного разрушения.

Хотя такие события довольно редки в отдельной галактике, учёные тщательно исследуют миллионы галактик в поисках их. Ежегодно астрономические обзоры обычно выявляют около 30 событий приливного разрушения, происходящих где-то во Вселенной.

До 2024 года такие события наблюдались только в ядрах галактик. Это отчасти объясняется тем, что астрономы искали их преимущественно именно там; в конце концов, именно там располагались все известные сверхмассивные чёрные дыры, а без них событие приливного разрушения невозможно (гравитационное притяжение менее массивных чёрных дыр недостаточно сильное).

Затем учёные заметили характерные признаки разрыва звезды на расстоянии 2 600 световых лет от центра её галактики. Это вдохновило астрономов более активно искать подобные явления за пределами ядер галактик, и теперь одна из команд обнаружила ещё один случай на расстоянии более 30 000 световых лет от центра галактики.

Необычная история происхождения

Так как же эта недавно обнаруженная чёрная дыра стала такой необычной?

«Она, по-видимому, образовалась в центре галактики, но не той, на окраине которой она сейчас находится», — сказал Стейн. «Мы полагаем, что сверхмассивная чёрная дыра галактики-хозяина до сих пор находится в её ядре, но та, что поглощает звезду, могла образоваться в маленькой галактике, слившейся с той большой, которую мы видим сегодня».

Исследователи рассмотрели две возможности. Возможно, произошло слияние трёх или более галактик, и гравитационная борьба между их центральными сверхмассивными чёрными дырами могла выбросить самую лёгкую чёрную дыру на окраину галактики.

Или же карликовая галактика могла находиться на полпути к слиянию. Когда звёзды карликовой галактики падали в более крупную галактику, одна из них, возможно, пролетела слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре карликовой галактики.

«Дальнейшие открытия могут раскрыть происхождение этой, казалось бы, “осиротевшей” чёрной дыры», — сказал Стейн. «Главный научный вопрос, на который мы хотим ответить, — насколько распространены бродячие чёрные дыры?»

Ответ может вскоре стать известным. «Целевые научные наблюдения с помощью приборов UVOT и XRT (Рентгеновского телескопа) на спутнике Свифта временно приостановлены, поскольку миссия ожидает повышения орбиты, запланированного на это лето», — отметил соавтор исследования С. Брэдли Ценко, главный исследователь миссии «Свифт» в Центре имени Годдарда. Космический аппарат, основная миссия которого длилась с 2004 по 2006 год, медленно опускается к Земле из-за атмосферного торможения после более чем 20 лет наблюдений за изменчивой Вселенной. Перевод его на более высокую орбиту может еще больше продлить срок его эксплуатации. «Как только «Свифт» возобновит нормальную работу, он сможет продолжить поиск других примеров черных дыр, находящихся не на своих местах».

В ближайшие годы ученые будут использовать эту новую методику для поиска распадающихся звезд во время наблюдений с недавно введённой в эксплуатацию обсерватории имени Веры С. Рубин в Чили, совместно финансируемой Министерством энергетики США и Национальным научным фондом США, а также с помощью будущего космического телескопа NASA имени Нэнси Грейс Роман.

«Широкомасштабные и глубокие обзоры обсерватории Рубин позволят обнаружить гораздо больше случаев приливного разрушения, чем способны зафиксировать нынешние обсерватории, включая те, что находятся за пределами центра», — отметил Карни. «А космические наблюдения телескопа “Роман” расширят нынешнюю зону поиска, позволяя увидеть более удаленные объекты и заглянуть в прошлое на 9 миллиардов лет космической истории». Добавление их наблюдений к данным «Свифта» и наземных обсерваторий приблизит астрономов, как никогда ранее, к завершению переписи гигантских чёрных дыр во Вселенной.

• Черные дыры