НАСА проследило, как черная дыра поглотила звезду

Несколько телескопов НАСА недавно наблюдали, как массивная чёрная дыра разрывает на части несчастную звезду, которая подошла к ней слишком близко. Это стало пятым по удалённости (примерно 250 миллионов световых лет от Земли) примером уничтожения звезды чёрной дырой.

Об этом сообщает Тема РУ

Как только небесное тело было полностью разорвано гравитацией чёрной дыры, астрономы увидели резкий рост высокоэнергетического рентгеновского света вокруг последней. Это указывало на то, что по мере того, как звёздный материал вытягивался к своей гибели, он образовывал чрезвычайно горячую структуру над чёрной дырой – так называемую корону.

Согласно новому исследованию, опубликованному в Astrophysical Journal, спутник НАСА NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) является наиболее чувствительным космическим телескопом, способным наблюдать за этим язвлением, а близость события предоставила беспрецедентное представление о формировании и эволюции короны.

Учёные продемонстрировали, как разрушение звезды чёрной дырой (процесс, официально известный как событие приливного разрушения) можно использовать для лучшего понимания того, что происходит с захваченным материалом, прежде чем он будет полностью поглощен.

Большинство чёрных дыр, которые могут изучать учёные, окружены горячим газом, накопленным я в течение многих лет, иногда тысячелетий, и образовавшим диски шириной в миллиарды километров. В некоторых случаях эти диски сияют ярче, чем целые галактики. Но даже среди этих ярких источников, выделяется одна разрывающаяся и поглощаемая звезда.

Весь процесс от начала до конца часто занимает всего несколько недель или месяцев. Наблюдаемость и короткая продолжительность приливных разрушений делают их особенно привлекательными для астрономов, которые могут изучить, как гравитация чёрной дыры манипулирует материалом вокруг неё, создавая невероятные световые шоу.

"Приливные разрушения — это своего рода космическая лаборатория", — сказал соавтор исследования Суви Гезари, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе. "Они — наше окно, которое позволяет режиме реального времени увидеть массивную чёрную дыру, скрывающуюся в центре галактики".

В центре внимания нового исследования находится событие под названием AT2021ehb, которое произошло в галактике с чёрной дырой в центре, примерно в 10 миллионов раз превышающей массу нашего Солнца (соотношение масс примерно как у шара для боулинга и Титаника). Во время этого приливного разрушения, ближайшая к чёрной дыре сторона звезды, тянулась сильнее, визуально превращаясь в длинную лапшу из горячего газа.

Учёные предполагают, что во время таких событий поток газа закручивается вокруг чёрной дыры, сталкиваясь сам с собой. Считается, что это создает ударные волны и направленные наружу потоки газа, которые генерируют видимый свет, а также длины волн, невидимые человеческому глазу, такие как ультрафиолетовый свет и рентгеновские лучи. Затем материал начинает оседать в виде диска, вращающегося вокруг чёрной дыры, как вода, вращающаяся вокруг стока. При этом трение генерирует низкоэнергетическое рентгеновское излучение. В случае с AT2021ehb эта серия событий произошла всего за 100 дней.

Событие было впервые замечено 1 марта 2021 года Zwicky Transient Facility (ZTF), расположенной в Паломарской обсерватории в Южной Калифорнии. Впоследствии оно было изучено с помощью орбитальной обсерватории Swift и телескопа исследователя внутреннего состава нейтронной звезды (NICER), который наблюдает более длинные волны рентгеновского излучения.

Затем, примерно через 300 дней после того, как событие было впервые замечено, NuSTAR НАСА начал наблюдать за системой. Учёные были удивлены, когда NuSTAR обнаружил корону, то есть облако горячей плазмы или атомы газа с оторванными электронами. Примечательно, что это явление обычно связано со струями газа, движущимися в противоположных направлениях от чёрной дыры. При приливном событии AT2021ehb этих струй не было.

Сами короны излучают рентгеновские лучи с более высокой энергией, чем любая другая часть чёрной дыры, но учёные не знают, откуда берётся плазма и как именно она становится такой горячей.

"Мы никогда не видели приливного разрушения с рентгеновским излучением, подобного этому, без присутствия струй, и это действительно впечатляюще, потому что это означает, что мы потенциально можем узнать, почему появляются струи и что вызывает короны, — говорит Юхан Яо, аспирант в Калифорнийского технологического института и ведущий автор исследования. — Наши наблюдения за AT2021ehb согласуются с идеей о том, что магнитные поля имеют какое-то отношение к тому, как формируется корона, и мы хотим знать, что вызывает такое сильное магнитное поле".

Источник: Политика РУ