Звезда пережила встречу с чёрной дырой и вернулась за новыми испытаниями

Звезда, разрываемая чёрной дырой. Автор: Игнасио де ла Калье — Quasar Science Resources для ESA

Молния, как известно, не бьёт дважды в одно место, но чёрные дыры, оказывается, могут. Международная группа исследователей под руководством астрономов из Тель-Авивского университета зафиксировала вспышку, вызванную падением звезды на чёрную дыру и её разрушением. Удивительно, но эта вспышка произошла спустя два года после почти идентичной вспышки AT 2022dbl, зарегистрированной в том же месте. Это первый подтверждённый случай, когда звезда пережила встречу со сверхмассивной чёрной дырой и вернулась за новыми испытаниями. Открытие опровергает традиционные представления о подобных событиях приливного разрушения и предполагает, что эти впечатляющие вспышки могут быть лишь началом более длинной и сложной истории.

Исследование возглавила доктор Лидия Макригианни (бывший постдок Тель-Авивского университета, ныне исследователь в Ланкастерском университете, Великобритания) под руководством профессора Иаира Аркави, члена кафедры астрофизики Тель-Авивского университета и директора обсерватории Wise в Мицпе-Рамоне. В работе также участвовали профессор Эхуд Накар, заведующий кафедрой астрофизики, а также студенты Сара Фарис и Яэль Дгани из исследовательской группы Аркави, а также множество международных коллег. Результаты опубликованы в июльском выпуске журнала Astrophysical Journal Letters.

Учёные объясняют, что в центре каждой крупной галактики находится чёрная дыра, масса которой в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца. Такая сверхмассивная чёрная дыра существует и в нашей галактике Млечный Путь — её открытие было удостоено Нобелевской премии по физике в 2020 году. Однако, помимо самого факта их существования, до сих пор не до конца понятно, как формируются эти «монстры» и как они влияют на свои галактики. Одна из главных проблем в их изучении заключается в том, что они, собственно, чёрные. Чёрная дыра — это область пространства, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может её покинуть. Сверхмассивную чёрную дыру в центре Млечного Пути удалось обнаружить благодаря движению звёзд в её окрестностях. Однако в более далёких галактиках такое движение различить невозможно.

К счастью (или к несчастью, в зависимости от точки зрения), раз в 10 000–100 000 лет звезда подходит слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре в центре своей галактики, в результате чего её разрывает на части. Половина звезды «поглощается» чёрной дырой, а другая половина выбрасывается наружу. Когда материя падает на чёрную дыру, она движется по спирали, подобно воде, стекающей в слив ванны. Однако вблизи чёрных дыр скорость вращающейся материи приближается к скорости света, она нагревается и начинает ярко светиться. Таким образом, несчастливая звезда «освещает» чёрную дыру на несколько недель или месяцев, давая астрономам кратковременную возможность изучить её свойства.

Странно, но эти вспышки вели себя не так, как ожидалось. Их яркость и температура оказались значительно ниже предсказанных. После примерно десяти лет попыток понять причину, AT 2022dbl, возможно, дал ответ. Повторение первой вспышки почти в идентичном виде спустя два года указывает на то, что по крайней мере первая вспышка была результатом частичного разрушения звезды, большая часть которой выжила и вернулась для (почти идентичного) повторного прохождения. Таким образом, эти вспышки скорее напоминают «перекус» сверхмассивной чёрной дыры, чем полноценный «обед».

«Теперь вопрос в том, увидим ли мы третью вспышку через два года, в начале 2026 года», — говорит профессор Аркави. «Если мы увидим третью вспышку, — продолжает он, — это будет означать, что вторая вспышка также была частичным разрушением звезды. Возможно, все такие вспышки, которые мы пытались понять последние десять лет как полные разрушения звёзд, оказались не тем, чем мы их считали». Если третья вспышка не произойдёт, то вторая могла быть полным разрушением звезды. Это означает, что частичные и полные разрушения выглядят почти одинаково — предположение, сделанное до этого открытия исследовательской группой профессора Цви Пирана из Еврейского университета. «В любом случае, — добавляет Аркави, — нам придётся пересмотреть нашу интерпретацию этих вспышек и того, что они могут рассказать нам о монстрах, скрывающихся в центрах галактик».

Источники: sciencedaily.com

Материалы предоставлены Тель-Авивским университетом.