Телескоп всматривается в темноту глубокого космоса. Внезапно - появляется яркая вспышка света, которой раньше не было. Что бы это могло быть? Сверхновая? Две массивные плотные звезды, сливающиеся вместе? Возможно, гамма-всплеск?
Пять лет назад исследователи, использующие телескоп ROTSE IIIb в обсерватории Макдональдс, заметили именно такое событие. Но астрономы считают, что эта крошечная вспышка на самом деле свидетельствует о сверхмассивной черной дыре в центре далекой галактики, которая разорвала звезду на куски, но это не просто ваш звездный взрыв или слияние нейтронных звезд. ,
Астрономы из Макдональда годами использовали телескоп для сканирования неба на предмет таких зарождающихся вспышек в рамках проекта проверки сверхновой ROTSE (SNVP). И на первый взгляд, событие в начале 2009 года, которое исследователи прозвали «Дуги», выглядело так же, как и многие другие сверхновые, которые они обнаружили в ходе проекта. При яркой абсолютной яркости 22,5, событие полностью вписывается в класс сверхсветовых сверхновых, с которыми исследователи уже знакомы.
Но с течением времени и появлением новых данных о Дуги астрономы начали менять свое мнение. Рентгеновские наблюдения, сделанные с помощью спутника Swift на орбите, и оптические спектры, снятые телескопом Хобби-Эберли McDonald's, выявили изменяющуюся кривую блеска и химический состав, которые не соответствовали компьютерному моделированию сверхсветовых сверхновых. Точно так же Дуги не являлся слиянием нейтронной звезды, которое достигло бы пиковой яркости намного быстрее, чем наблюдалось, или гамма-всплеском, который даже под углом мог бы казаться намного ярче в рентгеновском свете. ,
Это оставило только один вариант: так называемое «событие разрушения приливом» или бойня и спагеттификация, которые происходят, когда звезда блуждает слишком близко к горизонту черной дыры. Дж. Крейг Уилер, глава группы сверхновых в Техасском университете в Остине и член команды, обнаружившей Дуги, объяснил, что на коротких расстояниях гравитация черной дыры оказывает гораздо более сильное воздействие на сторону звезды, ближайшую к это чем на противоположной стороне звезды. Он объяснил: «Эти особенно большие приливы могут быть достаточно сильными, чтобы вы вытащили звезду в лапшу».
Команда доработала свои модели этого события и пришла к удивительному выводу: вытянув звездный материал Дуги немного быстрее, чем он мог справиться, черная дыра теперь «задыхалась» от последней еды. Это связано с астрофизическим принципом, называемым пределом Эддингтона, который гласит, что черная дыра данного размера может обрабатывать только столько падающего материала. После того, как этот предел достигнут, любое дополнительное поступление вещества оказывает больше внешнего давления, чем может компенсировать гравитация черной дыры. Это повышение давления имеет своего рода эффект отскока, выбрасывая материал с аккреционного диска черной дыры вместе с теплом и светом. Такой прилив энергии объясняет, по крайней мере, часть яркости Дуги, но также указывает на то, что оригинальная умирающая звезда - звезда, не похожая на наше собственное Солнце - не упала без боя.
Комбинируя эти наблюдения с математикой предела Эддингтона, исследователи оценили размер черной дыры примерно в 1 миллион солнечных масс - довольно маленькую черную дыру в центре довольно маленькой галактики, расположенной на расстоянии трех миллиардов световых лет. Подобные открытия позволяют не только астрономам лучше понять физику черных дыр, но и свойства их часто непритязательных домашних галактик. В конце концов, размышлял Уилер: «Кто знал, что у этого маленького парня черная дыра?»
Чтобы получить смоделированный взгляд на Дуги, посмотрите удивительную анимацию ниже, любезно предоставленную членом команды Джеймсом Гильохоном:
Исследование опубликовано в выпуске The Astrophysical Journal за этот месяц. Предварительная печать статьи доступна здесь.
