Чёрная дыра разорвала «суперсолнце»: но кое-что могло пережить катастрофу

Фото из открытых источников

Огромная звезда была разорвана и постепенно поглощена чёрной дырой в зрелищном событии, которое учёные сравнили с «приготовлением перекуса на обед».

Астрономы со всего мира наблюдали эту экстремальную встречу, и событие было представлено на конференции AAS в Финиксе, штат Аризона. Исследователи описали звезду как «разорванную», когда огромная гравитация чёрной дыры разрывала её на части и поглощала материал по частям.

Доцент астрофизики Дэниел Перли из Ливерпульского университета Джона Мурса является ведущим автором статьи в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Он рассказал на конференции: «Мы обнаружили то, что считаем чёрной дырой, сливающейся с массивной звездой-компаньёном, разрывая её на диск, который питает чёрную дыру. Это редкое и впечатляющее явление.»

Разрушение вызвало одно из самых мощных космических событий, когда-либо зафиксированных. В течение короткого периода выделяемая энергия достигла примерно 400 миллиардов раз больше, чем Солнце Земли, превзойдя даже самые мощные сверхновые, известные астрономам.

Чёрная дыра пожирает огромную звезду

Астрономы ранее наблюдали, как чёрные дыры, по-видимому, поглощают звёзды в событиях, известных как события приливного нарушения. Однако исследователи никогда не видели, чтобы такое событие происходило в таком масштабе.

Анна Хо, доцент астрономии Корнеллского университета и соавтор статьи с Перли, определила это удивительное событие вскоре после того, как свет появился на Земле. Используя транзитный центр Zwicky в обсерватории Паломар в Калифорнии, она обнаружила объект, официально получивший обозначение AT2024wpp и прозванный Whippet.

Исследователи быстро заподозрили, что это явление может быть Светящимся, Быстрым Синим Оптическим Транзиентом (LFBOT) — редким и плохо изученным видом видимого космического события, связанным с уничтожением звёзд. В течение суток наблюдения с Ливерпульского телескопа на Канарских островах и спутника Swift NASA в космосе показали, что объект обладает ожидаемыми характеристиками LFBOT. Он выглядел очень синим и давал рентгеновские снимки.

Измерения расстояния, предоставленные соавторами Р. Майклом Ричем из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Ю Цзин Цином из Калифорнийского технологического института, показали, что переходный элемент выделяет гораздо больше энергии, чем обычная сверхновая. В сочетании с другими наблюдениями, включая исключительно высокую температуру, эти измерения привели исследователей к выводу, что они наблюдают, как звезда разрывается и поглощается чёрной дырой.

«Хотя мы и подозревали, что это, это всё равно было необыкновенно», — добавил Перли. «Это было во много раз энергичнее любого подобного события и больше, чем любой известный взрыв, вызванный коллапсом звезды.

«Эти события не только помогают нам идентифицировать чёрные дыры, но и предоставляют новый способ определять, где они встречаются, как они формируются и растут, а также физику того, как это происходит», — добавил Перли.

Ударная волна мчится сквозь окружающий газ

Дополнительные исследования AT2024wpp показывают, что событие вызвало мощную ударную волну, которая распространялась наружу через плотный окружающий газ со скоростью в пятую часть скорости света. Однако примерно через полгода шок внезапно начал «угасать».

Материал, извлечённый из звезды, образовал диск вокруг чёрной дыры и стал интенсивно горячим, когда она закручивалась внутрь. Этот процесс создавал рентгеновское излучение вместе с мощным «ветром» газа. Поток столкнулся с материалом, который звезда выпустила до разрушения, породив ярко-синее оптическое и ультрафиолетовое излучение, наблюдаемое в первые дни, а также радио- и миллиметровые сигналы, обнаруженные астрономами.

Исследователи считают, что разряд «затухает» после достижения внешней границы пузыря, созданного газом, который обречённая звезда ранее выбросила.

Из последствий появляется странный сигнал

Остаётся одна загадочная особенность. Наблюдения с обсерватории Кек, Магеллана и Очень большого телескопа не выявили узнаваемых химических сигнатур в течение первого месяца после взрыва. Однако по мере того как событие начало затухать, появились слабые сигнатуры водорода и гелия.

Гелий дал особенно неожиданную подсказку. Он двигался вдоль линии обзора со скоростью более 6 000 километров в секунду, что указывает на то, что плотно связанная конструкция могла пережить первоначальный взрыв и теперь стремительно движется к нам.

Исследователи предполагают, что сигнал может исходить из «потока» материала, высвобождаемого ядром звезды, пока огромная гравитация чёрной дыры разрывает её на части. Более спекулятивная версия заключается в том, что материал происходит от третьего члена системы, который подвергается воздействию быстрого ветра частиц и рентгеновского излучения, генерируемого питающейся чёрной дырой.