Эта черная дыра поглотила звезду много лет назад. Теперь это что-то «отрыгнуло»

Чёрные дыры, изначально предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна, являются самым экстремальным объектом в известной Вселенной.

Эти объекты формируются, когда звёзды достигают конца своего жизненного цикла, сбрасывая свои внешние слои, и обладают настолько мощной гравитацией, что ничто (даже свет) не может покинуть их поверхность.

Они также представляют интерес, поскольку позволяют астрономам наблюдать законы физики в самых экстремальных условиях. Периодически эти гравитационные гиганты будут пожирать звезды и другие объекты в их окрестностях, высвобождая огромное количество света и излучения.

В октябре 2018 года астрономы стали свидетелями одного такого события при наблюдении за черной дырой в галактике, расположенной в 665 млн. световых лет от Земли.

Астрономы уже были свидетелями подобных событий, но другая команда из Гарвардского и Смитсоновского астрофизического центра заметила нечто беспрецедентное, исследуя ту же черную дыру три года спустя.

Как они объяснили в недавнем исследовании, черная дыра сияла очень ярко, потому что она выбрасывала (или «отрыгивала») остатки вещества звезды со скоростью, равной половине скорости света. Их результаты могут дать новые сведения о том, как черные дыры питаются и растут с течением времени.

Команду возглавляла Иветт Сендес, научный сотрудник CfA, к которой присоединилась международная группа исследователей из Содружества. Организация научных и промышленных исследований (CSIRO), Центр междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA), Научный институт космического телескопа (STScI), Колумбийская астрофизическая лаборатория, Центр вычислительной астрофизики Института Флэтайрона, Калифорнийский университет в Беркли, Университет Радбауд ( Нидерланды) и Йоркский университет в Торонто.

Документ, описывающий их открытия, недавно появился в Astrophysical Journal.

Как они заявили в своей статье, команда наблюдала вспышку, просматривая данные о событиях приливного разрушения (TDE), которые имели место за последние несколько лет.

Это происходит, когда звезды проходят слишком близко к черным дырам и разрываются на части во время нескольких проходов, процесс, известный как «s paghettification» из-за того, как звезды разрываются на нити.

В 2018 году рассматриваемый TDE (получивший название AT2018hyz) наблюдался астрономами из Университета штата Огайо в рамках Автоматизированного обзора сверхновых звезд всего неба ( ASAS-SN).

Вскоре после этого международная группа исследовала AT2018hyz в видимом и ультрафиолетовом диапазонах с помощью автоматизированного обзора сверхновых звезд всего неба, обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла и УФ-оптического телескопа (UVOT). ) в обсерватории Нила Герелса Свифт.

Эту группу возглавил Себастьян Гомес, научный сотрудник Научного института космического телескопа и соавтор новой статьи. Как он объяснил, в то время TDE был «непримечательным».

В июне 2021 года Сендес и ее коллеги снова изучили его, используя радиоданные от Very Large Array (VLA) в Нью-Мексико. К своему удивлению, они заметили, что черная дыра таинственным образом ожила. Как объяснил Сендес в пресс-релизе CfA:

«Это застало нас врасплох — никто никогда не видел ничего подобного раньше.

Мы подали заявку на дискреционное время директора. на нескольких телескопах, и когда вы находите что-то настолько неожиданное, вы не можете дождаться нормального цикла предложений телескопов, чтобы наблюдать это. Все заявки были немедленно приняты.»

Команда затем провели последующие наблюдения AT2018hyz с помощью нескольких телескопов и на разных длинах волн. Это включало радионаблюдения, сделанные с помощью VLA, обсерватории Atacama Large Millimeter-submmillimeter Array (ALMA) в Чили, MeerKAT в Южной Африке и компактного массива австралийских телескопов в Австралии.

Они были объединены с X данные, полученные космической рентгеновской обсерваторией Chandra и обсерваторией Neil Gehrels Swift (соответственно).

Согласно Эдо Бергеру, профессору астрономии Гарвардского университета и CfA и соавтор нового исследования, радионаблюдения TDE оказались самыми яркими:

«Мы изучали TDE с помощью радиотелескопов более десяти лет, и мы иногда обнаруживают, что они светятся в радиоволнах, когда извергают материал, в то время как звезда сначала поглощается черной дырой.

Но в AT2018hyz первые три года было радиомолчание, а теперь оно резко засветилось. стать одним из самых ярких TDE, когда-либо наблюдавшихся.»

Команда пришла к выводу выяснили, что это произошло из-за того, что черная дыра выбрасывала остаточный материал из звезды с релятивистской скоростью (доли скорости света).

Астрономы впервые наблюдали такое явление, и команда не уверен, почему истечение было задержано на несколько лет.

TDE хорошо известны тем, что излучают свет, когда они происходят, поскольку спагеттированный материал звезды вытягивается вокруг черной дыры и нагревается, создавая вспышку, которую астрономы могут видеть на расстоянии миллионов световых лет.

В некоторых случаях спагеттообразный материал будет выброшен обратно в космос, что астрономы сравнивают с черными дырами, которые являются «беспорядочными пожирателями». Однако выбросы оттока обычно развиваются быстро после того, как происходит TDE, а не годы спустя.

Короче говоря, сказал Сендес, это как если бы эта черная дыра начала внезапно извергать кучу звездного материала, который она съела много лет назад.

Более того, эти «отрыжки» были чрезвычайно энергичными: выбрасываемый материал достигал скорости до 50 процентов от скорости света — примерно в пять раз больше, чем астрономы наблюдали с другими TDE. Бергер сказал:

«Это первый раз, когда мы наблюдаем такую ​​большую задержку между кормлением и оттоком. Следующим шагом является изучение того, действительно ли это происходит более регулярно, и мы просто не изучали TDE достаточно поздно в их эволюции».

Эти результаты, наряду с наблюдениями за подобными событиями, помогут астрономам лучше понять поведение питания черных дыр. Это, в свою очередь, может дать представление о том, как они растут и развиваются со временем, и об их роли в галактической эволюции.

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.