Астрономія
Астрономія

Відкрита астрономами чорна діра «поїдає» зірку кожні 114 днів

Прийнятий астрономами за наднову спалах виявився спалахом від наближення зірки до чорної діри. Після першого спалаху, вони зафіксували ще 17 подібних на відстані 114 днів кожний, які тепер вчені приписують зірці, що опинилася на орбіті чорної діри і тепер поступово втрачає свою енергію під час близьких зустрічей. Висновки астрономів були представлені на щорічних зборах Американського астрономічного товариства та будуть опубліковані у The Astrophysical Journal. Препринт відповідної статті доступний на сайті arXiv.org.

Ohio State News / YouTube

Які спалахи зафіксували?

Найперший спалах зафіксувала програма для пошуку перехідних астрономічних процесів All-Sky Automated Survey for Supernovae(ASAS-SN) 14 листопада 2014 року. На її честь спалах назвали ASASSN-14ko. Він відбувся в активній галактиці ESO 253-G003, яка знаходиться на відстані більш як 570 мільйонів світлових років від сузір’я Живописець, розташованого у південній півкулі. Тоді його астрономи прийняли за спалах наднової — колапс ядра якої-небудь зорі, одноразова подія. Однак, через шість років, наукова співробітниця НАСА Анна Пейн(Anna Payne), побачивши криву блиску галактики, помітила серію рівномірних спалахів, кожний на відстані приблизно 114 днів. Всього їх було 17, а кожний досягав максимальної яскравості за п’ять днів, після чого спалах поступово згасав.

Чому вони свідчать про «поїдання» зірки?

Галактику ESO 253-G003 вважають активною, тобто вона має змінне (від декількох днів до декількох годин) випромінювання зі свого ядра. Прийнято вважати, що причиною такої підвищеної інтенсивності випромінювання, особливо в рентгенівському діапазоні, є який-небудь масивний компактний об'єкт у центрі галактики, наприклад, чорна діра. Однак, сама по собі чорна діра не може видавати спалахи світла, тому використовуючи вимірювання ASAS-SN і TESS, вчені розробили три сценарії для пояснення цих повторюваних спалахів. Один з них припускав взаємодію між дисками двох надмасивних чорних дір, які обертаються по орбіті в центрі галактики. Однак, за даними досліджень, якщо такі масивні об’єкту у галактиці й існують, то вони не обертаються достатньо близько для такої частоти спалахів. Інший сценарій подій описує імовірність проходження зірки по похилій орбіті через диск чорної діри, але тоді спалахи мали б асиметричну форму, адже зірка б двічі збурювала диск чорної діри.

Тому вчені зупинилися на третьому варіанті - події приливного руйнування(tidal disruption event), явище, яке відбувається, коли зірка наближається до чорної діри так, що чорна діра «відриває» її частини, викликаючи спалах. Вона повільно поглинає матеріал, що створює випадкові коливання в випромінюваному диском світлі.

Чому чорна діра не «з’їла» зірку одразу?

За третім сценарієм, орбіта зірки не кругла, а тому кожного разу, коли вона найближче підходить до чорної діри, вона «випирає» назовні, втрачаючи масу, але не розпадаючись повністю. Приливне руйнування відбувається, коли нещаслива зірка підходить надто близько до чорної діри, а гравітаційні сили перетворюють одну її сторону в потік газу. Однак, поки з одного боку зірка втрачає свою масу, іншим вона продовжує обертатися навколо чорної діри, а тому не руйнується повністю і встигає втекти на певний час. Астрономи вважають, що це якась надмасивна зірка, адже за кожної зустрічі із чорною дірою, вона втрачає кількість газу, яка приблизно в три рази перевищує масу Юпітера. За розкладом, наступні зустрічі зірки та чорної діри мають відбутися у квітні та серпні 2021 року.

криву блиску
графік змін яскравості у часі