Звезда, превращенная черной дырой в «космические спагетти»

В 2019 году астрономы наблюдали один из самых близких на сегодняшний день примеров звезды, которая была расколота или «спагеттипосле слишком близкого приближения к массивной черной дыре.

В двухстах пятнадцати миллионах световых лет от Земли черная дыра, в миллион раз более массивная, чем она сама, вызвала приливное разрушение солнцеподобной звезды.

К счастью, это была первая звездная смерть, достаточно яркая для астрономов. Калифорнийский университет в Беркли изучить его оптический свет.

В частности, это поляризация света, чтобы понять, что произошло после того, как звезда была разорвана.

Ученые обнаружили, что большая часть материала, унесенного черной дырой, превратилась в сферическое газовое облако, блокирующее большую часть высокоэнергетических выбросов, возникающих при поглощении остатков звезды.

Более раннее наблюдение оптического света от взрыва, AT2019qiz показало, что мощный ветер выбросил большую часть материи звезды наружу.

Напротив, данные о поляризации говорят астрономам о том, что облако, вероятно, было сферически симметричным, когда событие было наиболее ярким.

«Это первый случай, когда кто-либо определил форму газового облака вокруг спагеттированной приливной звездой». сказал Алекс Филиппенко, профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли и член исследовательской группы..

Ученые могли бы объяснить, почему они не видели высокоэнергетического излучения, такого как рентгеновские лучи, от многих из десятков наблюдаемых событий приливных разрушений: лучи, возникающие при падении вещества в черную дыру с аккреционного диска.

Симметрия в пространстве

Было высказано предположение, что после разрушения звездные обломки образуют эксцентричный асимметричный диск. Однако ожидается, что эксцентрический диск будет демонстрировать высокую степень поляризации, а это означает, что несколько процентов всего света будут поляризованы.

Для этого события приливного разрушения этого не наблюдалось.

«Одна из самых безумных вещей, которые может сделать сверхмассивная черная дыра, — это разорвать звезду своими огромными приливными силами», — сказал член команды Венбин Лу, доцент кафедры астрономии Калифорнийского университета в Беркли.

Приливные разрушения звезд в центрах галактик — один из немногих способов, с помощью которых астрономы могут обнаруживать и измерять сверхмассивные черные дыры. Однако астрономы до сих пор не понимают сложных процессов после приливного срыва из-за высокие вычислительные затраты на численное моделирование таких событий.

Примерно через тридцать дней после октябрьского наблюдения свет от черной дыры был слегка поляризован, около 1%. Асимметричная структура газа вокруг черной дыры была обнаружена второй серией наблюдений 6 ноября.

Оба наблюдения были сделаны на 3-метровом телескопе Шейна в Ликская обсерватория недалеко от Сан-Хосе, Калифорния, который оснащен спектрографом Каста, способным измерять поляризацию во всем спектре света.

Когда свет рассеивается на электронах в газовом облаке, оно поляризуется — его электрическое поле имеет преимущественно одно направление.

Чудовищное облако

Согласно расчетам исследователей Калифорнийского университета в Беркли, поляризованный свет исходит от вытянутого сферического облака, которое находится в сто раз дальше от звезды, чем наша планета от Солнца.

Астрономы измерили поляризацию в широком диапазоне длин волн света в 2019 во время спектрополяриметрических наблюдений AT2019qizсобытие приливного разрушения в созвездии Эридана.

В октябре все поляризованные фотоны были уравновешены, что указывает на сферически-симметричное газовое облако. Однако в ноябрьских измерениях можно заметить небольшую асимметрию из-за слабой поляризации.

Поскольку эти приливные разрывы происходят на таком расстоянии, в далеких галактиках они проявляются как светящиеся точки, и только их поляризация дает информацию об их форме.

Исследователи отмечают, что эти разрушения настолько далеки, что геометрию события и структуру взрыва невозможно изучить.