Что происходит, когда сверхмассивная черная дыра разрывает звезду?

Москва, 21:09, 27 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Одно из таких приливных разрушительных событий (TDE) показывает астрономам, что мы еще многое не знаем об этих редких, отдаленных и ярких явлениях.

Приливная авария с черной дырой

Довольно редко черная дыра разрывает близлежащую звезду. Галактика типа Млечного Пути может видеть сверхновую каждое столетие, но видеть TDE удастся только каждые 10000 или 100000 лет. Теперь, однако, автоматизированные телескопы, сканирующие ночное небо, улавливают все больше и больше подобных звездных событий, происходящих по всей Вселенной.

Показательный пример: ASASSN-19bt. Это событие названо в честь автоматизированного опроса All-Sky для сверхновых (ASASSN), роботизированной сети 14-сантиметровых телескопов в нескольких точках земного шара. 29 января 2019 года южноафриканское подразделение сети обнаружило галактику, ядро ​​которой внезапно просветлело.

Сеть автоматически выдавала предупреждение, которое отправлялось Томасу Холойену (обсерватории Карнеги), который в то время работал в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Холойен задействовал два телескопа Лас Кампанас на ASASSN-19bt, затем запросил последующие наблюдения у НАСА, обсерватории Нила Гёрлса Свифта, XMM-Ньютон Европейского космического агентства, а также 1-метровых наземных телескопов, которые являются частью обсерватории Лас Кумбре сеть, созданная по всему миру, чтобы круглосуточно наблюдать за такими преходящими событиями.

Астрономы, как правило, улавливают события звездного уничтожения в самых ярких событиях. Но поскольку это событие произошло в области неба, за которой почти непрерывно следили с декабря 2018 года с помощью транзитного спутника обзора экзопланет (TESS), Холойен и его коллеги смогли наблюдать за большинством событий, начиная всего через несколько дней после его начала.

Обычное событие?

Во многих отношениях наблюдения ASASSN-19bt показывают что-то каждому TDE, которое видели астрономы. Звезда постепенно становится ярче, поскольку она разрывается под действием гравитационных сил черной дыры. Спагетизированные в длинный поток, звездные останки избирают два пути — половина убегает, а другая половина качается вокруг черной дыры, в конечном итоге теряя энергию и падая внутрь. Постепенно осколки (и яркий свет, который мы видим в визуальном, ультрафиолетовом и длинах волн рентгеновского излучения) исчезает из поля зрения.

Суви Гезари (Университет штата Мэриленд), который не участвовала в исследовании, высоко оценила точность кривой блеска TESS, которая отражает изменение яркости события с течением времени.

«Теперь, — добавляет она, — сложная часть состоит в том, чтобы понять, что определяет форму кривой блеска». Свет, который мы видим, идет прямо от останков звезды, когда они аккуратно льются в черную дыру? Или свет рассеивается через грязный поток мусора?»

Объясняя неожиданное

Это вопросы для изучения TDE в целом, но ASASSN-19bt представляет собой еще одну необъяснимую загадку для астрономов. Сразу после начала наблюдений данные ультрафиолета, собранные спутником Swift, определили, что температура источника, а также его ультрафиолетовая светимость резко упали, с 40 000 до 20 000 Кельвинов всего за несколько дней.

«[Событие], должно быть, имело предыдущий максимум, который мы не наблюдали, и от которого мы видим снижение», — объясняет Холойен. «Мы просто не знаем точно, насколько он был ярким или когда именно наступил этот первый пик».

Если действительно был ранний пик температуры и яркости, это «довольно неожиданно», добавляет Холойен. Это в значительной степени связано с тем, что ни один другой TDE никогда не наблюдался так хорошо с самого начала события — астрономы имели лишь скудные данные о том, что происходит с первых моментов, когда звезда начинает распадаться в гравитационном поле черной дыры.

Суви Гезари предупреждает, что данные вокруг начала наблюдений Swift являются зашумленными, а ранний пик, на который намекают данные Swift, отсутствует в данных TESS. Тем не менее, намек на первоначальный всплеск интригует, говорит она, «и, безусловно, требует большего, побудить ультрафиолетовую визуализацию молодых TDE увидеть, является ли это явление признаком самых ранних фаз TDE.

Все это скоро изменится. Благодаря автоматическим обсерваториям, сканирующим небо с земли и из космоса, и многим другим, которые появятся в сети в ближайшее время, пройдет совсем немного времени, прежде чем мы сможем полностью охватить все события звездного уничтожения.