Вчені використали цілий ряд космічних телескопів для спостереження подій припливного руйнування зір. Виявилося, що якась чорна діра розриває зорі на частини одну за одною.
Загадкова чорна діра та її оточення
Масивна чорна діра розірвала на частини одну зорю і тепер використовує ці зоряні уламки, щоб поглинути іншу зорю, або меншу чорну діру, яка раніше була на видноті.
Це відкриття, зроблене за допомогою рентгенівської обсерваторії NASA Чандра, космічного телескопа Hubble, NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), обсерваторії Ніла Герелса Свіфта та інших телескопів, допомагає астрономам пов’язати дві загадки, на які раніше існували лише натяки. Дослідження опубліковане в журналі Nature.
2019 року астрономи спостерігали сигнал зорі, яка підійшла надто близько до чорної діри та була зруйнована її гравітаційними силами. Подрібнені рештки світила утворюють диск, який обертається навколо чорної діри, як своєрідне зоряне кладовище.
Зближення об’єктів з чорною дірою
Однак за кілька років цей диск розширився і тепер знаходиться безпосередньо на шляху іншої зорі, або, можливо, чорної діри зоряної маси, яка обертається навколо масивної чорної діри на безпечній відстані.
Ця орбітальна зоря тепер постійно, приблизно раз на 48 годин, пролітає крізь диск уламків, коли обертається по колу. Коли це відбувається, зіткнення викликає сплески рентгенівського випромінювання, які астрономи зафіксували за допомогою Чандри.
Вчені задокументували багато випадків, коли об’єкт наближається до чорної діри надто близько та розривається на частини одним спалахом світла. Астрономи називають такі події «подіями приливного руйнування».
В останні роки астрономи також відкрили новий клас яскравих спалахів з центрів галактик, які виявляються лише в рентгенівських променях і повторюються багато разів. Ці події також пов’язані з надмасивними чорними дірами, але астрономи не могли пояснити, що викликає напіврегулярні сплески рентгенівського випромінювання. Вони назвали їх «квазіперіодичними виверженнями».
Періодичні спалахи AT2019qiz
Ця приливна подія, відома тепер як AT2019qiz, була вперше виявлена за допомогою ширококутного оптичного телескопа Паломарської обсерваторії, який називається Цвіккі Транзиент Фасіліті, у 2019 році. У 2023 році астрономи використали Chandra та Hubble для вивчення уламків, що залишилися після завершення приливної хвилі.
Дані Чандри були отримані під час трьох різних спостережень, кожне з яких було розділене приблизно 4-5 годинами. Загальна експозиція Chandra тривала близько 14 годин і виявила лише слабкий сигнал в першому й останньому уламках, але дуже сильний сигнал в середньому спостереженні.
Звідти астрономи використали NICER для частого спостереження за AT2019qiz на предмет повторних рентгенівських спалахів. Дані цього інструменту показали, що AT2019qiz спалахує приблизно кожні 48 годин. Спостереження за допомогою телескопа Swift та індійського телескопа AstroSat закріпили цей висновок.
Ультрафіолетові дані Hubble, отримані одночасно зі спостереженнями Chandra, дозволили вченим визначити розмір диска навколо надмасивної чорної діри. Вони виявили, що диск став достатньо великим, щоб якби якийсь об’єкт рухався по орбіті чорної діри з періодом близько тижня або менше, він зіткнувся б з диском і спричинив би виверження.
«Це великий прорив у нашому розумінні походження цих регулярних вивержень. Тепер ми розуміємо, що потрібно почекати кілька років, щоб «увімкнути» виверження після того, як зоря розірвалася на частини, оскільки потрібен певний час, щоб диск розійшовся на достатню відстань для зустрічі з іншою зорею», — сказав Ендрю Маммері з Оксфордського університету.
Пошуки нових квазіперіодичних подій
Цей результат має значення для пошуку більш квазіперіодичних спалахів, пов’язаних з приливними збуреннями. Виявлення більшої їх кількості дозволило б астрономам виміряти поширеність і відстані об’єктів на близьких орбітах навколо надмасивних чорних дір. Деякі з них можуть стати чудовими цілями для запланованих у майбутньому обсерваторій гравітаційних хвиль.
Місії NASA є частиною всесвітньої мережі місій, яка постійно зростає, з різними, але взаємодоповнюючими можливостями, які спостерігають за подібними змінами, щоб розгадати таємниці того, як влаштований Всесвіт.
За матеріалами phys.org
