|
Обнаружили блуждающую массивную черную дыру
|
|
|
|
Как в сцене из научно-фантастического фильма, астрономы, использующие телескопы НАСА, обнаружили "Космические челюсти". На расстоянии 600 миллионов световых лет от нас, в чернильно-черных глубинах между звездами, скрывается невидимый монстр, заглатывающий любую своенравную звезду, которая стремительно приближается к нему. Коварная черная дыра выдала свое присутствие в недавно выявленном событии приливного разрушения (TDE), когда несчастная звезда была разорвана на части и поглощена впечатляющим выбросом излучения.
|
|
|
|
Эти разрушительные явления являются мощными исследованиями физики черных дыр, раскрывающими условия, необходимые для возникновения струй и ветров, когда черная дыра поглощает звезду, и наблюдаются в телескопы как яркие объекты.
|
|
|
|
Новый TDE, получивший название AT2024tvd, позволил астрономам точно определить блуждающую сверхмассивную черную дыру с помощью космического телескопа НАСА "Хаббл", а также аналогичных наблюдений, проведенных рентгеновской обсерваторией НАСА "Чандра" и телескопом NRAO Very Large Array, которые также показали, что черная дыра смещена от центра галактики. Статья будет опубликована в ближайшем номере журнала Astrophysical Journal Letters. Она доступна на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
|
|
|
Удивительно, но эта черная дыра массой в 1 миллион солнечных находится не совсем в центре галактики-хозяина, где обычно находятся сверхмассивные черные дыры, которые активно поглощают окружающий материал. Из примерно 100 событий TDE, зарегистрированных на сегодняшний день с помощью оптических обзоров неба, это первый случай, когда был обнаружен смещенный TDE. Остальные связаны с центральными черными дырами галактик.
|
|
|
|
На самом деле, в центре галактики-хозяина находится другая сверхмассивная черная дыра, масса которой в 100 миллионов раз превышает массу Солнца. Оптическая точность телескопа "Хаббл" показывает, что TDE находилась всего в 2600 световых годах от более массивной черной дыры в центре галактики. Это всего лишь одна десятая расстояния между нашим солнцем и центральной сверхмассивной черной дырой Млечного Пути.
|
|
|
|
Эта более крупная черная дыра выбрасывает энергию, поскольку она накапливает падающий газ, и ее относят к категории активных галактических ядер. Как ни странно, две сверхмассивные черные дыры сосуществуют в одной галактике, но гравитационно не связаны друг с другом как двойная пара. Меньшая черная дыра может в конечном итоге по спирали переместиться в центр галактики и слиться с большей черной дырой. Но на данный момент она слишком удалена друг от друга, чтобы быть связанной гравитацией.
|
|
|
|
Взрыв происходит, когда падающая звезда растягивается или превращается в "спагетти" под действием огромных гравитационных сил черной дыры. Осколки звезды обращаются по круговой орбите вокруг черной дыры. Это приводит к ударам и вытеканию жидкости с высокими температурами, которые можно увидеть в ультрафиолетовом и видимом свете.
|
|
|
|
"AT2024tvd - это первое смещенное TDE, полученное с помощью оптических обзоров неба, и оно открывает все возможности для обнаружения этой неуловимой популяции блуждающих черных дыр с помощью будущих обзоров неба", - сказал ведущий автор исследования Юхан Яо из Калифорнийского университета в Беркли. "На данный момент теоретики не уделяли особого внимания смещенным TDE. Я думаю, что это открытие побудит ученых искать больше примеров такого рода событий".
|
|
|
|
Вспышка в ночи
|
|
|
|
Поглощающая звезды черная дыра выдала себя, когда несколько наземных телескопов для наблюдения за небом наблюдали вспышку, яркую, как вспышка сверхновой. Но в отличие от сверхновой, астрономы знают, что это произошло из-за того, что черная дыра поглотила звезду, потому что вспышка была очень горячей и демонстрировала широкие линии излучения водорода, гелия, углерода, азота и кремния. Впервые это событие было зафиксировано на временном объекте Цвикки Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института с его 1,2-метровым телескопом, который каждые два дня осматривает всю северную часть неба.
|
|
|
|
"События, связанные с приливными разрушениями, имеют большие перспективы для выявления присутствия массивных черных дыр, которые мы иначе не смогли бы обнаружить", - сказал Райан Чорнок, доцент Калифорнийского университета в Беркли и член команды ZTF. "Теоретики предсказывали, что должна существовать популяция массивных черных дыр, расположенных вдали от центров галактик, но теперь мы можем использовать TDE для их поиска".
|
|
|
|
Вспышка, по-видимому, была смещена от центра яркой массивной галактики, согласно данным Pan-STARRS (телескопа панорамного обзора и системы быстрого реагирования), Sloan Digital Sky Survey и DESI Legacy Imaging Survey. Чтобы лучше определить, что это произошло не в центре галактики, команда Яо использовала рентгеновскую обсерваторию НАСА "Чандра", чтобы подтвердить, что рентгеновские лучи от места вспышки также были смещены.
|
|
|
|
Чтобы устранить все сомнения, понадобилась разрешающая способность телескопа Хаббл. Чувствительность телескопа к ультрафиолетовому излучению также позволяет ему точно определить местоположение TDE, который намного голубее, чем остальная галактика.
|
|
|
|
Происхождение неизвестно
|
|
|
|
Черная дыра, ответственная за взрыв, находится внутри балджа массивной галактики. Черная дыра становится заметной только раз в несколько десятков тысяч лет, когда она "отрыгивает", захватив звезду, а затем снова затихает до следующего приема пищи.
|
|
|
|
Как черная дыра сместилась от центра? Предыдущие теоретические исследования показали, что черные дыры могут выбрасываться из центров галактик из-за взаимодействия трех тел, при котором выбрасывается элемент с наименьшей массой. Возможно, в данном случае дело обстоит именно так, учитывая близость скрытой черной дыры к центральной черной дыре. "Если черная дыра прошла через тройное взаимодействие с двумя другими черными дырами в ядре галактики, она все еще может оставаться связанной с галактикой, вращаясь вокруг центральной области", - сказал Яо.
|
|
|
|
Альтернативное объяснение заключается в том, что черная дыра является уцелевшим остатком галактики меньшего размера, которая слилась с основной галактикой более 1 миллиарда лет назад. Если это так, то черная дыра может в конечном итоге свернуться в спираль и слиться с центральной активной черной дырой когда-нибудь в очень отдаленном будущем. Так что в настоящее время астрономы не знают, приближается он или уходит.
|
|
|
|
Эрика Хаммерштейн, еще один аспирант Калифорнийского университета в Беркли, тщательно изучила снимки "Хаббла" в рамках исследования, но не обнаружила никаких свидетельств слияния галактик в прошлом. Но она объяснила: "Уже есть веские доказательства того, что слияния галактик повышают частоту TDE, но наличие второй черной дыры в галактике-хозяине AT2024tvd означает, что в какой-то момент в прошлом этой галактики должно было произойти слияние".
|
|
|
|
Источник
|
