Далекая галактика вспыхивает со странной регулярностью, и ученые выяснили почему
Примерно каждые 114 дней, почти как по часам, галактика в 570 миллионах световых лет от нас загорается, как фейерверк. По крайней мере, с 2014 года наши обсерватории регистрируют это странное поведение; Теперь астрономы сложили все воедино, чтобы выяснить, почему.
В центре спиральной галактики, получившей название ESO 253-G003, огромная звезда вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, каждые 114 дней подлетая достаточно близко, чтобы часть ее материи поглощалась, вызывая яркую вспышку света на несколько длин волн.
«Это наиболее предсказуемые и частые повторяющиеся многоволновые вспышки, которые мы видели в ядре галактики, и они дают нам уникальную возможность подробно изучить их», — сказала автор исследования, астроном Анна Пейн из Университета Гавайев в Маноа.
«Мы думаем, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики создает всплески, поскольку она частично поглощает гигантскую звезду».
Вспышки были впервые обнаружены в ноябре 2014 года при помощи системы All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). В то время астрономы думали, что повышение яркости связано с появлением сверхновой в ESO 253-G003.
В общей сложности астрономы идентифицировали 17 вспышек с интервалом примерно 114 дней. Затем они предсказали, что галактика снова вспыхнет 17 мая, 7 сентября и 26 декабря 2020 года — и были правы.
Повторяющаяся вспышка получила название ASASSN-14ko, и точные прогнозы означали, что ученые смогли провести новые, более точные наблюдения за майской вспышкой с помощью мощного телескопа TESS НАСА. Предыдущие наблюдения с других инструментов также предоставили данные в широком диапазоне длин волн.
Сверхмассивная черная дыра, излучающая регулярные вспышки при столкновении со звездой, не является чем-то необычным — одна была обнаружена в прошлом году при девятичасовом графике вспышек — но с ESO 253-G003 все оказалось не так просто.
Это потому, что ESO 253-G003 на самом деле представляет собой две галактики, находящиеся на заключительной стадии слияния, а это значит, что в центре должны быть две сверхмассивные черные дыры.
Недавние исследования показали, что две взаимодействующие сверхмассивные черные дыры могут вызывать повторяющиеся вспышки, но считается, что объекты в центре ESO 253-G003 находятся слишком далеко друг от друга, чтобы взаимодействовать таким образом.
При каждом приближении звезда теряет около 0,3% массы Солнца — около трех юпитеров — из-за черной дыры, этого достаточно, чтобы вызвать наблюдаемые вспышки, позволяя звезде жить.
«Если гигантская звезда с пухлой оболочкой движется близко, но не слишком близко, по очень вытянутой орбите, тогда черная дыра может украсть часть внешнего материала, не разрывая всю звезду», сказал астроном Бенджамин Шаппи из Института астрономии Гавайского университета. «В этом случае гигантская звезда будет просто возвращаться снова и снова, пока не истощится».
Это чрезвычайно редкая возможность изучить процесс увеличения массы сверхмассивных черных дыр.
«В общем, мы действительно хотим понять свойства этих черных дыр и то, как они растут», — сказал астроном Крис Станек из Университета штата Огайо. «Возможность точно предсказать время следующего эпизода позволяет нам получать данные, которые мы не могли бы получить другим способом».
Исследование было представлено на 237-м заседании Американского астрономического общества. Оно также будет отправлено в The Astrophysical Journal и доступно на arXiv.
Источники: Фото: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR)
