Черная дыра «выбрасывает» звездные останки через 3 года после того, как съела звезду

Четыре года назад, в октябре 2018 года, маленькая звезда подошла слишком близко к черной дыре, расположенной в галактике в 665 миллионах световых лет от Земли. Его буквально разорвало на куски. Как бы захватывающе это ни звучало, астрономы иногда становятся свидетелями жестоких происшествий, сканируя космос. Так что это событие не было неожиданным. Однако неожиданным было то, что через несколько лет после того, как звезда была «поглощена», черная дыра начала «выбрасывать» звездные осколки. Другими словами, была замечена черная дыра, извергающая части звезды, которую она измельченный на кусочки.

«Это было совершенно неожиданно. Никто никогда не видел ничего подобного раньше», — сказала Иветт Сендес, научный сотрудник Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA). В заключение, черная дыра теперь выбрасывает вещество, движущееся со скоростью, равной половине скорости света. Однако причина задержки неясна. Ученые могут лучше понять поведение черных дыр при питании, изучая эти результаты.

Приливные нарушения

Однако за последние несколько лет команда наблюдала несколько событий приливных нарушений (TDE). Это когда вторгшиеся звезды были спагеттированы черными дырами. В июне 2021 года радиоданные от Very Large Array (VLA) раскрыли таинственное оживление черной дыры. Сразу же Сендес и команда начали более внимательно изучать событие. Это было настолько неожиданно, что ученые не могли дождаться нормального цикла предложений телескопов, чтобы наблюдать за ним. Они подали заявку на дискреционное время директора на нескольких телескопах. «Все заявки были приняты немедленно», — сказал Сендес.

Через VLA, обсерваторию ALMA в Чили, MeerKAT в Южной Африке, компактный массив австралийских телескопов в Австралии, рентгеновскую обсерваторию Chandra и обсерваторию Neil Gehrels Swift в космосе команда наблюдала TDE, получившую название AT2018hyz, на нескольких длинах волн света. Наиболее ярко TDE наблюдался по радио. «Мы изучаем TDE с помощью радиотелескопов более десяти лет и иногда обнаруживаем, что они светятся в радиоволнах, когда извергают материал, когда звезда сначала поглощается черной дырой», — говорит Эдо Бергер, профессор астрономии в Гарвардский университет и CfA, и соавтор на новое исследование. «Но в AT2018hyz первые три года было радиомолчание. Теперь он ярко освещен и стал одним из самых ярких TDE, когда-либо наблюдавшихся».

Космические спагетти

Когда он впервые изучал AT2018hyz в 2018 году с помощью телескопов видимого света, в том числе 1,2-метрового телескопа в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла в Аризоне, Себастьян Гомес, научный сотрудник Научного института космического телескопа и соавтор исследования Научно-исследовательская работа, сказал, что это казалось ничем не примечательным. Гомес использовал теоретические модели, чтобы вычислить, что звезда, разорванная черной дырой, имеет массу лишь одной десятой массы нашего Солнца.

«За AT2018hyz наблюдали в видимом свете в течение нескольких месяцев, пока он не исчез, а затем о нем забыли», — сказал Гомес. Излучение света TDE хорошо известно. Силы гравитации растягивают звезды вблизи черных дыр или спагеттизируют их. Астрономы могут наблюдать вспышку с расстояния в миллионы световых лет. Это возможно благодаря нагреванию спиралевидного материала вокруг черной дыры. Иногда, спагетти материалы снова выбрасываются в космос. Во многом черные дыры напоминают неряшливых едоков — не вся пища, которую они потребляют, проходит через их рот.

Однако оттоки обычно развиваются быстро после TDE, а не спустя годы. «Это похоже на то, что черная дыра только что выплюнула кучу материала, который она съела давным-давно», — объясняет Сендес. Подсчитано, что материал движется со скоростью 50% скорости света. Сендес говорит, что у большинства TDE потоки движутся со скоростью 10 процентов от скорости света. Бергер говорит, что они впервые столкнулись с такой большой задержкой между кормлением и опорожнением. «Следующий шаг — выяснить, действительно ли это происходит более регулярно, и мы просто не смотрели на TDE достаточно поздно в их эволюции».