Астрономы только что получили необычно пристальное внимание на черную дыру, пожирающую проходящую звезду

Еще в марте 2021 года у звезды в галактике, удаленной от нас на 250 миллионов световых лет, был ужасный, ужасный, нехороший, действительно очень плохой день.

Вот она, думая о своем дело, когда его засосало в гравитационный колодец сверхмассивной черной дыры и разорвало вдребезги. Мы знаем это, потому что несколько телескопов увидели его с Земли, когда свет от этого события осветил всю Вселенную.

Это пятое по величине событие, известное как приливное разрушение, из когда-либо зафиксированных, и огромное количество полученных данных может помочь ученым лучше понять, как «питаются» черные дыры.

«Приливные разрушения — это своего рода космическая лаборатория», — говорит астроном Суви Гезари из Научного института космического телескопа. «Они — наше окно в режиме реального времени, в которое подается массивная черная дыра, скрывающаяся в центре галактики».

Приливные разрушения довольно редки, но мы видели их достаточно, чтобы довольно подробное понимание того, что происходит, когда звезда слишком близко подходит к черной дыре. Как только звезда попадает в гравитационное поле черной дыры, приливные силы растягивают и тянут ее до такой степени, что она распадается на части (это часть «разрушения»).

Кишки расчлененной звезды затем текут вокруг черная дыра в хаотическом порядке, сталкиваясь сама с собой и создавая удары, которые светятся на нескольких длинах волн. Этот процесс не мгновенный, он может занять недели или месяцы, пока черная дыра пожирает звездные обломки.

Обломки образуют вращающийся диск вокруг черной дыры, падая (или «срастаясь») на нее с внутреннего края. Поскольку материал падает на черную дыру, между внутренним краем аккреционного диска и горизонтом событий черной дыры может образоваться структура, называемая короной.

Это область раскаленных электронов, предположительно питаться от магнитного поля черной дыры, которое действует как синхротрон, ускоряя электроны до таких высоких энергий, что они ярко светятся в рентгеновском диапазоне.

Затем мощные струи плазмы выбрасываются из черной дыры. полярных регионах, выбрасывая материал короны в противоположных направлениях, иногда почти со скоростью света. Считается, что эти астрофизические струи образуются, когда материал ускоряется вдоль силовых линий магнитного поля за пределами горизонта событий черной дыры; когда он достигает полюсов, он взрывается.

Короны и струи наблюдаются не во всех случаях приливных нарушений, но когда они происходят, их обычно видят вместе. Поэтому, когда 1 марта 2021 года Zwicky Transient Facility уловила яркую вспышку события приливного разрушения, впоследствии названного AT2021ehb, НАСА направило свою рентгеновскую обсерваторию NICER и обсерваторию Swift (рентгеновское, гамма- и ультрафиолетовое излучение) для наблюдения эволюцию события в надежде поймать что-то интересное. Позже, через 300 дней после обнаружения Цвикки, к веселью присоединилась рентгеновская обсерватория NuSTAR.

Рентгеновское, ультрафиолетовое, оптическое и радиоизлучение, испускаемое событием в течение 430 дней, показало, что виновником была черная дыра, масса которой примерно в 10 миллионов раз превышает массу Солнца. Пока все нормально.

Но что-то было странно. Ни одна из обсерваторий не обнаружила ни намека на джеты. Тем не менее наблюдения NuSTAR выявили наличие короны. И это странное несоответствие, по словам ученых, чрезвычайно интересно.

«Мы никогда не видели приливного разрушения с рентгеновским излучением, подобного этому, без присутствия струи, и это действительно впечатляюще, потому что это означает, что мы можем потенциально разделить то, что вызывает джеты и то, что вызывает короны», — говорит астроном Юхан Яо из Калифорнийского технологического института.

«Наши наблюдения 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».

Такие цели, как AT2021ehb, представляют собой превосходные лаборатории для изучения формирования и эволюции аккреционных дисков и корон в режиме реального времени; а где есть один, может быть и больше. Исследователи надеются, что в будущем они смогут найти больше таких событий приливных разрушений, что приведет к ответам на вопрос о роли магнитных полей в формировании корон и джетов.

Плохой день для звезды 250 миллионов лет назад были очень и очень хорошим днем ​​для астрономов-людей.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.