Астрономи побачили знищення зорі чорною дірою

Новини астрономії, астрофізики та космології

Астрономи вперше повністю простежили за тим, як гравітація надмасивної чорної діри розірвала зорю, що підійшла занадто близько, та сформувала з її речовини джет — струмінь матеріалу, що рухається з дуже великою швидкістю. Статтю про результати спостереження за катаклізмом було опубліковано в недавньому випуску журналу Science.

Драма космічних масштабів сталася в об’єкті під назвою Arp 299, розташованому на відстані близько 150 млн світлових років від Землі в сузір’ї Великої Ведмедиці. Він являє собою пару галактик, що перебувають у процесі злиття. У січні 2005 року розташований на Канарських островах інфрачервоний телескоп WHT зафіксував в Arp 299 потужний спалах. Спостереження, проведені на інтерферометрі VLBA в липні 2005 року, засвідчили, що за кілька місяців поруч із його місцем утворилося нове радіоджерело.

Arp 299 очима телескопа Hubble. Джерело: NASA, ESA, the Hubble Heritage and A. Evans. Evans

Спочатку астрономи не були впевнені в тому, що саме спостерігають. В Arp 299 досить часто з’являються нові наднові, й спалах було виявлено в межах проєкту, призначеного для їхнього відстеження. Але йшли роки, а він залишався таким же яскравим в інфрачервоних променях та радіохвилях. До 2011 року радіовипромінювальна частина спектра спалаху почала розширюватися. Це вказало на те, що йдеться про викинутий з великою швидкістю матеріал, який рухається лише в одному напрямку. Додаткові спостереження зняли всі сумніви. Астрономи побачили утворення не наднової, а джета чорної діри, маса якої становить близько 20 млн сонячних.

Анімація, що демонструє зсув спектра радіовипромінювання спалаху в Arp 299. Джерело: Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

На думку астрономів, події розвивалися за таким сценарієм. Гравітаційна взаємодія галактик призвела до ущільнення хмар газу, що викликало сплеск зореутворення. Одне з молодих світил, маса якого становила від 1,9 до 6,5 сонячних, опинилося в небезпечній близькості від надмасивної чорної діри, розташованої в ядрі однієї з галактик. Її гравітація просто розірвала зорю. Частина зоряної речовини стала складовою акреційного диска, що оточував діру, а частина була викинута зі швидкістю, яка досягала чверті світлової, сформувавши виявлений астрономами джет.

Зазвичай джети чорних дір спостерігаються й у рентгенівській, і ультрафіолетовій, і оптичній частині спектра. Але джет Arp 299 є винятком. Його видно лише в ІЧ-променях і радіохвилях.

Схема, що показує будову джета Arp 299. Джерело: Seppo Mattila, Miguel Pérez-Torres et al. 2018 (Science)

На думку астрономів, причина невідповідності полягає в тому, що щільні газопилові хмари в ядрі галактики поглинають рентгенівське випромінювання, що випускається ним, і видиме світло, а потім перевипромінюють його на інфрачервоних довжинах хвиль. Це, зі свого боку, може означати, що подібні події у Всесвіті відбуваються набагато частіше, ніж вважалося раніше. Просто більшість із них поки залишаються прихованими від нас.

За матеріалами https://www.jpl.nasa.gov