V-kosmose.com

Ученые наблюдают за черной дырой, разрывающей звезду

На этом рисунке показано приливное разрушение, которое происходит, когда проходящая звезда оказывается слишком близко к черной дыре и разрывается на части в потоке газа. Часть газа в конечном итоге оседает в структуре вокруг черной дыры, называемой аккреционным диском. Источник: NASA's Goddard Space Flight Center

Поиск экзопланет в космическом пространстве дал астрономам НАСА неожиданный взгляд на черную дыру, разрывающую звезду на части.

Это один из самых подробных обзоров этого явления, называемый событием приливного разрушения (или TDE), и первый для космического телескопа, предназначенного для открытия экзопланет транзитным методом (более часто называемым TESS).

Это открытие было сделано с помощью всемирной сети роботизированных телескопов со штаб-квартирой в Университете штата Огайо под названием ASAS-SN (Всеобъемлющее автоматическое обследование сверхновых звезд). Астрономы из обсерваторий Карнеги, штата Огайо и других обсерваторий опубликовали свои выводы сегодня в Астрофизическом журнале.

«Мы пристально следили за областями неба, где TESS наблюдает с помощью наших телескопов ASAS-SN, но нам очень повезло с этим событием, так как угол обзора TESS мал, а это было самое яркое событие приливного разрушения», - Патрик Валли, соавтор исследования и научный сотрудник Национального научного фонда в штате Огайо. «Благодаря быстрому обнаружению ASAS-SN и невероятным данным TESS мы смогли увидеть это событие приливного разрушения раньше, чем другие. Это дало нам некоторое новое представление о том, как формируются данные процессы».

Приливные разрушения случаются, когда звезда оказывается слишком близко к черной дыре. В зависимости от ряда факторов, включая размер звезды, размер черной дыры и то, насколько близко звезда находится к черной дыре, черная дыра может либо поглотить звезду, либо разорвать ее на длинную, похожую на спагетти нитку.

«Данные TESS позволят нам увидеть, когда именно это разрушительное событие, названное ASASSN-19bt, стало ярче», - сказал Томас Холоен, научный сотрудник Карнеги в обсерваториях Карнеги в Пасадене, штат Калифорния. «Поскольку мы быстро обнаружили нарушение приливов и отливов с помощью наземной системы ASAS-SN, мы смогли запустить последующие наблюдения на нескольких волнах в течение первых нескольких дней. Первые данные будут невероятно полезны для моделирования физики этих всплесков».

ASAS-SN была первой системой, которая увидела, что черная дыра разрывает звезду на части. Холоен работал в обсерватории Лас Кампанас в Чили 29 января 2019 года, когда он получил предупреждение от одного из роботизированных телескопов ASAS-SN в Южной Африке. Холойен обучил два телескопа Лас-Кампанас событию приливов, а затем запросил последующие наблюдения других телескопов по всему миру.

«К счастью, данное событие произошло в зоне прямой видимости систем», - сказал Крис Кочанек, профессор астрономии в штате Огайо.

Приливные разрушения редки, они происходят раз в 10 000 - 100 000 лет в галактике размером с Млечный путь. Сверхновые, напротив, случаются каждые 100 лет или около того. Ученые наблюдали около 40 приливных разрушений за всю историю. Кочанек сказал, что события редки, главным образом потому, что звезды должны быть очень близко к черной дыре - на расстоянии, которое Земля находится от нашего собственного Солнца - чтобы создать его.

Когда звезда отклоняется слишком близко к черной дыре, интенсивные приливы разбивают ее на поток газа. Хвост потока покидает систему, а остальная часть поворачивается назад, окружая черную дыру диском мусора. Это видео включает в себя изображения приливно события под названием ASASSN-19bt, снятого миссиями НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и Swift, а также анимацию, показывающую, как разворачивалось событие.

«Представьте, что вы стоите на вершине небоскреба в центре города и бросаете камень сверху, и при этом пытается попасть в дырку люка канализации», - сказал он. «Это сложнее, чем это».

И поскольку ASAS-SN рано обнаружило событие, вызванное приливным разрушением, Холоен смог подготовить дополнительные телескопы к этому событию, получив более подробный обзор, чем это было возможно раньше.

«Ранние данные TESS позволяют нам видеть свет очень близко к черной дыре, гораздо ближе, чем мы могли видеть раньше», - сказал Валли. «Они также показывают нам, что увеличение яркости ASASSN-19bt было очень плавным, что помогает нам понять, что это было приливное нарушение, а не всплеск другого типа, например, из центра галактики или сверхновой».

Команда Холоена использовала данные ультрафиолетового излучения из Обсерватории Нила Гёрлса, определить, что температура упала примерно на 50%, с примерно 71 500 до 35 500 градусов по Фаренгейту (от 40 000 до 20 000 градусов по Цельсию), в течение нескольких дней. «Впервые такое раннее понижение температуры наблюдалось при периодическом нарушении, хотя некоторые теории предсказывали это», -сказал Хойен.

Более типичным для такого рода событий был низкий уровень рентгеновского излучения, наблюдаемый Свифтом. Ученые не до конца понимают, почему приливные срывы производят так много УФ-излучения и так мало рентгеновского излучения.

Астрономы считают, что сверхмассивная черная дыра, породившая ASASSN-19bt, весит примерно в 6 миллионов раз больше массы Солнца. Она расположена в центре галактики под названием 2MASX J07001137-6602251, расположенной на расстоянии около 375 миллионов световых лет в созвездии Летучая Рыба. Разрушенная звезда, возможно, была подобна по размеру нашему Солнцу.

Источник: https://phys.org/news/2019-09-lucky-scientists-black-hole-shredding.html