Астрономы зарегистрировали одно из самых мощных известных астрономических явлений — когда массивная звезда подошла слишком близко к чёрной дыре и была буквально разорвана приливными силами гравитации. Это событие привело к вспышке, излучающей энергии, сопоставимой с энергией 400 миллиардов Солнц, и представляет собой редкий пример так называемого приливного разрушения звезды (tidal disruption event, TDE).
Что такое приливное разрушение звезды
Приливное разрушение звезды (TDE) происходит, когда звезда подходит слишком близко к чёрной дыре — объекту с настолько мощной гравитацией, что он может растягивать и раздроблять звезду под действием разницы гравитационных сил на разных частях её тела. В результате звезда превращается в длинный поток газа, часть которого падает на чёрную дыру, а часть выбрасывается в космос.
Процесс TDE сопровождается ускоренным падением вещества в чёрную дыру, образованием вокруг неё аккреционного диска и выбросом энергетического излучения во многих диапазонах — от оптического до ультрафиолетового и рентгеновского.
«Whippet»: одна из самых ярких TDE
Наблюдаемое событие, получившее обозначение AT2024wpp и прозванное астрономами «Whippet», было обнаружено с помощью автоматического обзора Zwicky Transient Facility — системы, предназначенной для выявления быстрых и ярких вспышек на ночном небе.
Особенности этого события:
- Энергия излучения: суммарная энергия вспышки сопоставима с энергией, которую бы излучали 400 миллиардов звёзд, подобных Солнцу.
- Тип явления: TDE, при котором массивная звезда была разорвана приливными силами чёрной дыры.
- Светимость: вспышка относилась к редкому классу так называемых Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOT) — очень ярких, быстро эволюционирующих явлений с интенсивным синим оптическим излучением и сильными ультрафиолетовыми и рентгеновскими компонентами.
Такие LFBOT имеют характерные свойства: они быстро нарастают в яркости и также быстро угасают, и их энергия выходит не только в видимом свете, но и в энергичных диапазонах спектра, что свидетельствует о сильных и экстремальных процессах под действием гравитации чёрной дыры.
Как происходит разрушение звезды
Когда звезда попадает в гравитационное поле чёрной дыры, разность гравитационных сил на ближней и дальней сторонах звезды становится настолько большой, что она растягивается и разрывается. Этот процесс известен как «спагеттификация» из-за характерного вытягивания вещества. Повреждённые слои звезды превращаются в поток газа, который образует вокруг чёрной дыры аккреционный диск.
Материя в аккреционном диске вращается с высокой скоростью и разогревается до чрезвычайно высоких температур, что приводит к мощному излучению. В определённых условиях могут образовываться релятивистские струи — направленные выбросы частиц и энергии почти со скоростью света, хотя для LFBOT причудливые свойства остаются предметом изучения.
Какие данные получили астрономы
«Whippet» был зафиксирован в нескольких диапазонах:
- Оптический свет: мощное синее излучение, наблюдаемое в первые дни после обнаружения.
- Ультрафиолет и рентген: последующие наблюдения подтвердили присутствие высокоэнергетических компонентов, что типично для TDE.
Дополнительные наблюдения с помощью наземных телескопов (например, Liverpool Telescope) и космических обсерваторий (включая NASA Swift) позволили уточнить характер вспышки и подтвердить её связь с разрушением звезды, а не с другими типами астрономических явлений.
Почему такие события важны для астрономии
Хотя приливные разрушения звёзд происходят достаточно редко по астрономическим меркам, они являются важными объектами для исследования по нескольким причинам:
- Исследование чёрных дыр: TDE дают уникальную возможность напрямую наблюдать, как материя ведёт себя под воздействием очень сильной гравитации чёрной дыры.
- Физика аккреции: изучение аккреционных дисков и выбросов позволяет уточнить модели того, как плотная материя нагревается и излучает энергию в экстремальных условиях.
- Космологические индикаторы: яркие вспышки могут быть видны на огромных расстояниях, что делает их полезными для изучения эволюции галактик и чёрных дыр на ранних этапах истории Вселенной.
Такие наблюдения дополняют понимание динамики наиболее экстремальных процессов во Вселенной и расширяют базу данных о редких, но чрезвычайно энергичных явлениях.
Текущие и будущие исследования
После первых обнаружений и подтверждений природа LFBOT и TDE активно изучается астрономами по всему миру. Продолжаются наблюдения за подобными вспышками, анализируются спектры и изменения яркости во времени, что позволяет ученым уточнять физические модели и различать типы процессов, приводящих к таким мощным событиям.
Будущие программы наблюдений, включая систематические обзоры ночного неба и специализированные спектроскопические кампании, помогут обнаруживать новые подобные события и сравнивать их свойства. Это позволяет составлять статистику и выявлять закономерности, такие как связь между массой разрушаемой звезды, массой чёрной дыры и характером излучения.
Заключение
Наблюдение «Whippet» — одного из самых ярких зарегистрированных приливных разрушений звезды чёрной дырой, выделившего энергию, сравнимую с излучением 400 миллиардов Солнц, представляет собой важное подтверждение экстремальной динамики чёрных дыр и их взаимодействий с окружающими объектами.
Такие явления открывают окно в процессы, которые иначе остаются невидимыми, и помогают астрономам лучше понимать поведение материи под действием предельно сильных гравитационных полей и механизмы, приводящие к мощнейшим космическим вспышкам.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
