Незвична чорна діра пожирає зірки далекої галактики

Астрономи помітили надмасивну чорну діру, яка перекусила зорею на відстані 600 мільйонів світлових років від нас, блукаючи галактикою зі ще більшою чорною дірою в її ядрі.

Подію, що отримала назву AT2024tvd, вперше зафіксував Цвіккі-перехідник Паломарської обсерваторії, а згодом її підтвердили найпотужніші космічні телескопи, зокрема “Хаббл” і “Чандра”, що допомогло точно визначити місце космічного злочину. На подив дослідників, відповідальна чорна діра не перебувала в центрі своєї галактики, як це зазвичай буває з надмасивними чорними дірами. Навпаки, вона знаходилася на відстані 2600 світлових років від центру галактики – величезна відстань на папері, але насправді лише одна десята відстані між нашим Сонцем і Стрільцем A*, чорною дірою в центрі Чумацького Шляху.

Приливні вибухи, подібні до цього, відбуваються, коли гравітація чорної діри так сильно притягує зорю, що менш масивна куля газу розтягується, подрібнюється і закручується навколо чорної діри – процес, який милозвучно називають спагетіфікацією. Короткочасний сплеск енергії від цієї події є гігантським, за яскравістю він навіть може конкурувати зі спалахом наднової – вибуховою смертю масивної зірки. Сплеск світла також видно в усьому електромагнітному спектрі, що робить TDE безцінним ресурсом для виявлення чорних дір, які в іншому випадку можуть бути надто тихими або прихованими, щоб їх можна було виявити, як, наприклад, нещодавній об’єкт-ізгой.

Особливістю AT2024tvd є те, що це перший зміщений TDE, виявлений за допомогою оптичних спостережень, згідно з майбутньою статтею в The Astrophysical Journal Letters, яка також розміщена на сервері препринтів arXiv. Це досягнення демонструє, як чорні діри-ізгої, що викривляють простір-час і оповиті темрявою, рухаючись у космосі, можуть бути помічені, якщо нещасний об’єкт жертвує собою заради того, щоб масивний об’єкт зміг себе виявити.

“Приливні збурення мають великі перспективи для висвітлення присутності масивних чорних дір, які ми інакше не змогли б виявити”, – сказав співавтор дослідження Райан Чорнок, дослідник з Каліфорнійського університету в Берклі і член команди ZTF, в релізі NASA. “Теоретики передбачали, що популяція масивних чорних дір, розташованих далеко від центрів галактик, повинна існувати, але тепер ми можемо використовувати TDE, щоб знайти їх”.

У команди є кілька ідей щодо того, як чорна діра-ізгой опинилася зміщеною в галактиці і так близько до надмасивної чорної діри в її ядрі. (Маса чорної діри-ізгоя оцінюється приблизно в один мільйон мас Сонця, що принаймні в десять разів менше, ніж маса чорної діри в центрі галактики). Один з варіантів полягає в тому, що чорна діра була в центрі меншої галактики, яка була поглинута більшою галактикою, і тепер чорна діра просто дрейфує крізь більшу галактику. Інша можливість полягає в тому, що чорна діра була найслабшою ланкою в тому, що колись було системою з трьох тіл, і була виштовхнута більшими об’єктами; іншими словами, дві більші чорні діри можуть ховатися в ядрі галактики, а чорна діра-ізгой була викинута за тисячі світлових років.

“Якщо чорна діра пройшла через потрійну взаємодію з двома іншими чорними дірами в ядрі галактики, вона все ще може залишатися пов’язаною з галактикою, обертаючись навколо центральної області”, – сказав Юхан Яо, також дослідник з Каліфорнійського університету в Берклі і провідний автор дослідження, в тому ж випуску. Але на даний момент команда не впевнена, чи чорна діра була виштовхнута, чи її затягує більша чорна діра.

З майбутніми інструментами, такими як Обсерваторія Віри Рубін і Римський космічний телескоп, які будуть введені в експлуатацію, астрономи сподіваються, що це лише початок абсолютно нового класу відкриттів. Бо якщо є щось більш тривожне, ніж чорна діра, що поглинає зірку, то це думка про те, що голодні, голодні об’єкти просто дрейфують крізь космос у несподіваних місцях.