Хотя обнаружить гибель звезды в недрах черной дыры удается нечасто, астрономы фиксировали уже достаточное количество подобных событий, чтобы приблизиться к пониманию того, каким образом это происходит. Когда звезда приближается к горизонту событий слишком близко, огромная приливная сила черной дыры — продукт ее гравитационного поля — сначала растягивается, а затем утягивает звезду с такой силой, что она разрывается на части.
Это явление носит название событие приливного разрушения (TDE). Оно вызывает яркую вспышку света, прежде чем обломки распавшейся звезды исчезнут за горизонтом событий черной дыры. Однако эта вспышка света частично скрывается за облаком пыли, что затрудняет изучение мелких деталей. Новое TDE, впервые обнаруженное в сентябре прошлого года и получившее название AT2019qiz, теперь помогает команде астрономов под руководством Мэтта Николла из Университета Бирмингема пролить свет на происхождение этой пыли.
«Мы обнаружили, что, когда черная дыра пожирает звезду, она может запустить мощный выброс материала наружу, который мешает нашему обзору», — Саманта Оутс, соавтор исследования. События приливного разрушения — это одно из таких явлений, которые трудно предсказать — астрономам остается лишь наблюдать за небом и ждать контрольной вспышки. Именно так произошло и с AT2019qiz, когда ученые направили свои телескопы на небольшой участок неба в созвездии Эридана в сердце спиральной галактики на расстоянии 215 миллионов световых лет от Земли.
Когда звезда разрывается на части, некоторые из образовавшихся в результате обломков превращаются в тонкую длинную нить материала, которая попадает в черную дыру. Это явление называется спагеттификацией звезды. Вспышка является результатом интенсивных гравитационных и фрикционных воздействий на этот аккрецирующий материал. Эти воздействия нагревают материал до таких высоких температур, что TDE может ненадолго затмить родительскую галактику. Затем свет угасает на протяжении нескольких месяцев.
Николл и его команда наблюдали и тщательно задокументировали затухание AT2019qiz в нескольких длинах волн света, включая ультрафиолетовый, радио, оптический и рентгеновский. Это была еще одна удача, поскольку TDE в основном светятся в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Этот свет позволил команде рассчитать массы, задействованные в AT2019qiz. «Наблюдения показали, что звезда имела примерно такую же массу, что и наше Солнце, и что она потеряла около половины этой массы из-за черной дыры, которая более чем в миллион раз тяжелее самого светила», — Мэтт Николл. Астрономы также определили, что затемняющая пыль была неотъемлемой частью самого TDE, а не отдельным событием.
«AT2019qiz — ближайшее к нам обнаруженное событие приливное разрушения, что позволяет подробно наблюдать его в электромагнитном спектре. Это первый случай, в котором мы видим прямые доказательства истечения газа во время процесса разрушения и аккреции, что объясняет как оптическое, так и радиоизлучение, которое мы видели в прошлом. До сих пор природа этих выбросов активно обсуждалась, но здесь мы видим, что два режима связаны посредством единого процесса. Это событие учит нас детальным физическим процессам аккреции и выброса массы из сверхмассивных черных дыр», — заключает Эдо Бергер из из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
