Станьте свидетелем последнего «крика» звезды, поглощаемой черной дырой

Из сердца галактики, удаленной от нас на 215 миллионов световых лет, в пустоту космоса вспыхнул яркий свет — последний «крик» света от умирающей звезды, когда она была разорвана сверхмассивной черной дырой.

Это самая близкая к Земле подобная смерть звезды, которую мы когда-либо наблюдали, теперь у астрономов есть беспрецедентные данные о космической катастрофе.

Хотя увидеть звездную смерть от черной дыры случается не часто, астрономы уже наблюдали такие явления, и понимают, как это происходит. Когда звезда приближается слишком близко, огромная приливная сила черной дыры — продукт ее гравитационного поля — сначала растягивает, а затем тянет звезду с такой силой, что она разрывается на части.

Это приливное событие разрушения (TDE) вызывает яркую вспышку света, прежде чем обломки распавшейся звезды исчезнут за горизонтом событий черной дыры. Но эта вспышка света часто частично скрывается облаком пыли, что затрудняет изучение мелких деталей.

Поглощение звезды черной дырой, впервые обнаруженное в сентябре прошлого года и получившее название AT2019qiz, теперь помогает группе под руководством астронома Мэтта Николла из Университета Бирмингема в Великобритании пролить свет на происхождение этой пыли.

«Мы обнаружили, что когда черная дыра пожирает звезду, она может запустить мощный выброс материала наружу, который мешает нашему обзору», — сказала астроном Саманта Оутс из Университета Бирмингема в Великобритании.

Звездные TDE — одно из тех космических явлений, которые невозможно предсказать — вам просто нужно продолжать наблюдать за небом и ждать контрольной вспышки. Именно это произошло с AT2019qiz, и астрономы поспешили направить свои телескопы на небольшой участок неба в созвездии Эридана в сердце спиральной галактики на расстоянии 215 миллионов световых лет от нас.

«Несколько обзоров неба обнаружили эмиссию от нового приливного разрушения очень быстро после того, как звезда разорвалась на части», — сказал астроном Томас Веверс, который находился в Кембриджском университете в Великобритании во время исследования.

«Мы немедленно направили в том направлении несколько наземных и космических телескопов, чтобы увидеть, как генерируется свет».

Когда звезда разрывается на части, некоторые из образовавшихся в результате обломков превращаются в тонкую длинную нить материала, которая попадает в черную дыру.

Вспышка является результатом интенсивных гравитационных и фрикционных воздействий на этот аккрецирующий материал. Такие воздействия нагревают материал до невероятно высоких температур, поэтому выброс излучения может ненадолго затмить яркость галактики.

Вспышка гаснет в течение нескольких месяцев. Николл и его команда наблюдали и тщательно задокументировали затухание AT2019qiz в нескольких длинах волн света, включая ультрафиолетовый, радио, оптический и рентгеновский. Это была еще одна удача — TDE в основном светятся в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах.

Этот свет позволил команде рассчитать массы, задействованные при поглощении AT2019qiz.

«Наблюдения показали, что звезда имела примерно такую ​​же массу, что и наше Солнце, и что она потеряла около половины этой массы из-за черной дыры, которая более чем в миллион раз тяжелее», — сказал Николл.

Между скоростью, с которой команда обратила свое внимание на событие, его непосредственной близостью и более широким, чем обычно, спектром, в котором они его наблюдали, также было определено, что затемняющая пыль была неотъемлемой частью поглощения, а не отдельным явлением.

«AT2019qiz — ближайшее к настоящему времени обнаруженное приливное событие разрушения и, следовательно, невероятно хорошо наблюдаемое в электромагнитном спектре. Это первый случай, в котором мы видим прямые доказательства истечения газа во время процесса разрушения и аккреции, что объясняет как оптические, так и радиоизлучение, которое мы видели в прошлом», — сказал астроном Эдо Бергер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

«До сих пор природа этих выбросов обсуждалась, но здесь мы видим, что два режима связаны посредством единого процесса. Это событие учит нас детальным физическим процессам аккреции и выброса массы из сверхмассивных черных дыр».

Исследование было опубликовано в Ежемесячном бюллетене Королевского астрономического общества.