Хаббл знайшов голодну чорну діру, що скручує зірку у бублик

0
1 191 views
Чорна діра скручує захоплену зірку у форму бублика
1. Звичайна зірка проходить поблизу надмасивної чорної діри в центрі галактики. 2. Зовнішні гази зірки втягуються в гравітаційне поле чорної діри. 3. Зірка розривається, коли приливні сили розривають її на частини. 4. Зоряні залишки втягуються в кільце у формі бублика навколо чорної діри, і зрештою впадуть у чорну діру, вивільняючи величезну кількість світла та випромінювання високої енергії. Авторство: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Чорні діри збирачі, а не мисливці. Вони підстерігають, поки нещасна зірка не заблукає. Коли зірка наближається досить близько, гравітаційна хватка чорної діри різко розриває її на частини та неохайно поглинає її гази, викидаючи інтенсивне випромінювання.

Астрономи за допомогою космічного телескопа Хаббл детально зафіксували останні моменти зірки, коли її поглинула чорна діра.

Чорна діра скручує захоплену зірку у форму бублика
1. Звичайна зірка проходить поблизу надмасивної чорної діри в центрі галактики. 2. Зовнішні гази зірки втягуються в гравітаційне поле чорної діри. 3. Зірка розривається, коли приливні сили розривають її на частини. 4. Зоряні залишки втягуються в кільце у формі бублика навколо чорної діри, і зрештою впадуть у чорну діру, вивільняючи величезну кількість світла та випромінювання високої енергії.
Авторство: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Приливні зриви

Вони називаються «подіями приливних зривів». Але формулювання заперечує складну, грубу жорстокість зіткнення з чорною дірою. Існує баланс між гравітацією чорної діри, яка втягує зірковий матеріал, і випромінюванням, що видуває матеріал. Іншими словами, чорні діри пожирають бруд. Астрономи використовують Хаббл, щоб дізнатися подробиці того, що відбувається, коли норовлива зірка занурюється в гравітаційну безодню.

Хаббл не може зблизька сфотографувати хаос приливної події AT2022dsb, оскільки зірка знаходиться на відстані майже 300 мільйонів світлових років від нас у центрі галактики ESO 583-G004. Але астрономи використали потужну ультрафіолетову чутливість Хаббла, щоб вивчити світло від розірваної зірки, яке включає водень, вуглець тощо. Спектроскопія дає судово-медичні підказки щодо вбивства чорною дірою.

За допомогою різних телескопів астрономи зафіксували близько 100 приливних подій навколо чорних дір. Нещодавно NASA повідомило, що 1 березня 2021 року кілька його космічних обсерваторій з високими енергіями помітили ще одну подію припливу чорної діри , яка сталася в іншій галактиці. На відміну від спостережень Хаббла, дані були зібрані в рентгенівському світлі надзвичайно гарячої корони навколо чорної діри, яка утворилася після того, як зірка вже була розірвана.

Рідкі явища

«Однак в ультрафіолетовому світлі спостерігається все ще дуже мало приливних подій. Це дуже прикро, тому що з ультрафіолетових спектрів можна отримати багато інформації, — сказала Емілі Енгельталер з Центру астрофізики | Harvard & Smithsonian (CfA) у Кембриджі, Массачусетс. – Ми раді, тому що ми можемо отримати ці подробиці про те, що робить уламки. Припливна подія може багато розповісти нам про чорну діру».

Зміни в стані приреченої зірки відбуваються декілька днів або місяців. Для будь-якої галактики зі спокійною надмасивною чорною дірою в центрі, за оцінками, розпад зірок відбувається лише кілька разів на кожні 100 тисяч років.

Ця зіркова подія AT2022dsb була вперше зафіксована 1 березня 2022 року All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN або «Assassin»), мережею наземних телескопів, які оглядають позагалактичне небо приблизно раз на тиждень для пошуку насильницьких змінних та тимчасових подій, які формують наш Всесвіт. Це енергетичне зіткнення було досить близько до Землі та достатньо яскравим, щоб астрономи Хаббла могли провести ультрафіолетову спектроскопію протягом більшого, ніж зазвичай, періоду часу.

«Зазвичай такі події важко спостерігати. Можливо, ви отримуєте кілька спостережень на початку зриву, коли воно дійсно яскраве. Наша програма відрізняється тим, що вона розроблена для спостереження за кількома приливними явищами протягом року, щоб побачити, що відбувається, – зазначив Петро Максим з CfA. – Ми побачили це досить рано, щоб ми могли спостерігати подію на дуже інтенсивних стадіях аккреції чорної діри. Ми бачили, як швидкість аккреції падає, коли вона перетворюється на цівку з часом».

Спектроскопічні дані Хаббла інтерпретуються як такі, що надходять з дуже яскравої, гарячої газової області у формі бублика, яка колись була зіркою. Ця область, відома як тор, має розмір Сонячної системи і обертається навколо чорної діри посередині.

«Ми дивимося десь на край цього бублика. Ми бачимо зоряний вітер із чорної діри, що проноситься над поверхнею, яка спрямовується на нас зі швидкістю 30 мільйонів кілометрів на годину (три відсотки швидкості світла), – сказав Максим. – Ми справді все ще орієнтуємося на подію. Ви розрізаєте зірку, а потім цей матеріал потрапляє в чорну діру. Отже, у вас є моделі, де ви думаєте, що знаєте, що відбувається, а потім ви маєте те, що насправді бачите. Це захоплююче місце для вчених: прямо на стику відомого та невідомого».