Лайфхак от черной дыры, как правильно питаться манной небесной (+видео)

Черные дыры — собиратели, а не охотники. Они выжидают, пока какая-нибудь незадачливая звезда не пролетит мимо.

Когда неведомое далекое светило без инстинкта самосохранения подходит достаточно близко, гравитационная хватка черной дыры с силой разрывает его на части, и дыра жадно пожирает составляющие звезду газы, выбрасывая при этом интенсивное излучение.

Астрономы с помощью космического телескопа Хаббл подробно зафиксировали последние мгновения жизни звезды, когда ее пожирает черная дыра.

Эти события называются приливными разрушениями. Но за этой формулировкой скрывается сложная, суровая природа столкновения с черной дырой. Существует баланс между гравитацией черной дыры, втягивающей звездный материал, и радиацией, выдувающей материал наружу. Другими словами, черные дыры — это грязные пожиратели. Астрономы используют Хаббл, чтобы выяснить детали того, что происходит, когда заблудшая звезда погружается в гравитационную бездну.

Хаббл не может сфотографировать приливное событие AT2022dsb вблизи, так как изъеденная звезда находится на расстоянии почти 300 миллионов световых лет в ядре галактики ESO 583-G004. Но астрономы использовали мощную ультрафиолетовую чувствительность Хаббла, чтобы изучить свет от разрушенной звезды, который включает водород, углерод и многое другое. Спектроскопия позволила получить судебно-медицинские улики по делу об убийстве звезды.

Всего астрономы с помощью различных телескопов зафиксировали около 100 событий приливного разрушения вокруг черных дыр. Недавно НАСА сообщило, что несколько высокоэнергетических космических обсерваторий заметили еще одно событие приливного разрушения черной дыры 1 марта 2021 года, и произошло оно в другой галактике. В отличие от наблюдений Хаббла, данные были собраны в рентгеновском свете от чрезвычайно горячей короны вокруг черной дыры, которая образовалась после того, как звезда уже была разорвана на части.

Однако приливных разрушений, которые наблюдаются в ультрафиолетовом свете, по-прежнему очень мало, учитывая время наблюдений. Это весьма прискорбно, поскольку из ультрафиолетовых спектров можно было бы получить очень много информации, — говорит Эмили Энгельталер из Центра астрофизики | Гарвардского и Смитсоновского университетов (CfA) в Кембридже, штат Массачусетс.

Мы взволнованы, потому что можем узнать такие подробности о том, что делают обломки. Приливное событие может многое рассказать нам о черной дыре. Изменения в состоянии обреченной звезды происходят в течение нескольких дней или месяцев.

По некоторым оценкам, в любой галактике с покоящейся сверхмассивной черной дырой в центре поглощение звезды происходит лишь несколько раз за каждые 100 000 лет.

Это звездное событие AT2022dsb было впервые зафиксировано 1 марта 2022 года с помощью All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN или «Assassin») — сети наземных телескопов, которые примерно раз в неделю исследуют внегалактическое небо на предмет бурных, переменных и переходных событий, формирующих нашу Вселенную. Это энергичное столкновение произошло достаточно близко к Земле и было достаточно ярким, чтобы астрономы Хаббла смогли провести ультрафиолетовую спектроскопию в течение более длительного, чем обычно, периода времени.

Как правило, такие события сложно наблюдать. Вы совершаете в лучшем случае несколько наблюдений в начале разрушения, когда оно очень яркое. Наша программа отличается тем, что она рассчитана на несколько приливных разрушений в течение года, чтобы детально понять, что именно там происходит, — сказал Питер Максим из CfA.

Мы заметили явление достаточно рано, чтобы наблюдать за ним на очень интенсивных стадиях аккреции черных дыр. Мы видели, как скорость аккреции падала, постепенно превращаясь в струйку.

Спектроскопические данные Хаббла интерпретируются как исходящие от очень яркой, горячей, пончикообразной области газа, которая когда-то была звездой. Эта область, известная как тор, размером — с Солнечную систему, и вращается вокруг черной дыры.

Мы смотрим куда-то на край этого пончика. Мы видим звездный ветер от черной дыры, проносящийся над поверхностью и направленный к нам со скоростью 20 миллионов миль в час, что составляет три процента от скорости света, — заключил Максим.

Мы действительно все еще продолжаем разбираться в этом событии. Звезда разрушается, а затем материал попадает в черную дыру. И вот у нас появляются модели, которые, как мы думаем, описывают то, что действительно происходит, а затем видим реальное развитие событий.

Это захватывающее положение для ученых — на стыке известного и непознанного.

13.01.2023