Астрономы увидели, как черная дыра разрывает звезду на части
В глубинах космоса, где расстояния измеряются сотнями миллионов световых лет, разворачиваются события поистине титанических масштабов. Астрономы стали свидетелями редкого и невероятно яростного космического явления, которое может пролить свет на фундаментальные процессы эволюции галактик.
Гиганты космоса
Наблюдения за этим феноменом открывают новые горизонты в понимании экстремальных состояний материи и поведения сверхмассивных черных дыр — загадочных объектов, чья гравитация способна управлять судьбами целых звездных систем. Ученые затаили дыхание, ведь подобные события — ключ к разгадке многих тайн Вселенной, включая механизмы роста галактик и распределения темной материи.
Представьте себе два гигантских звездных острова, несущихся навстречу друг другу сквозь межгалактическую пустоту. Их гравитационное притяжение неумолимо сближает их, запуская сложнейший процесс, известный как слияние галактик. Это не просто столкновение, а длительное взаимодействие, растягивающееся на миллионы лет, в ходе которого переплетаются их структуры, вспыхивают новые звезды и активизируются центральные черные дыры.
Именно в такой бурной обстановке в системе из двух взаимодействующих галактик астрофизики зафиксировали нечто из ряда вон выходящее — событие, которое по своей яркости способно затмить свет всех звезд родительской галактики, вместе взятых. Это явление, словно космический фейерверк, сигнализирует о драматической судьбе одной из звезд.
В центре внимания исследователей оказалось событие, получившее обозначение AT 2022wtn. Оно произошло в галактике, удаленной от нас примерно на 700 миллионов световых лет. Эта галактика, известная как SDSSJ232323.79+104107.7, является меньшим участником космического «танца» — она находится на ранней стадии слияния со своей соседкой, которая как минимум в десять раз массивнее. Считается, что эти две галактики уже совершили одно тесное сближение, что могло спровоцировать наблюдаемое явление. Подобные события, называемые событиями приливного разрушения (TDE), происходят, когда звезда подходит слишком близко к сверхмассивной черной дыре.
Космическое безумие
Что же такое «событие приливного разрушения»? Это жестокая битва между звездой и чудовищной гравитацией черной дыры, масса которой может в миллионы или даже миллиарды раз превышать массу нашего Солнца. Когда звезда оказывается в опасной близости, приливные силы черной дыры начинают ее растягивать. Этот процесс, называемый «спагеттификацией», буквально разрывает звезду на части. Часть звездного вещества устремляется к черной дыре, образуя вокруг нее раскаленный аккреционный диск — гигантский вихрь плазмы. Именно этот процесс космического каннибализма порождает мощнейшие вспышки света, которые и фиксируют астрономы.
Событие AT 2022wtn оказалось особенным. Во-первых, это всего лишь второе TDE, обнаруженное в системе взаимодействующих галактик, несмотря на теорию о том, что именно ранние стадии слияний создают благоприятные условия для таких явлений. Во-вторых, его световая кривая (график изменения яркости со временем) характеризовалась необычным плато на пике яркости, длившимся около 30 дней, сопровождавшимся резким падением температуры. Спектральный анализ выявил также развитие двух эмиссионных линий, соответствующих гелию и азоту, что ранее не наблюдалось с такой четкостью. Это указывает на сложные физико-химические процессы, происходящие в остатках разрушенной звезды.
Дальнейшие наблюдения в различных диапазонах электромагнитного спектра, от радиоволн до рентгеновских лучей, позволили ученым составить более полную картину произошедшего. Черная дыра, ответственная за это TDE, имеет массу примерно в 1 миллион солнечных масс, а ее «обедом» стала звезда относительно небольшой массы. Исследователи обнаружили явные следы динамики окружающего материала в эмиссионных линиях, что указывает на быстрое распространение вещества наружу. Это говорит о том, что звезда была полностью уничтожена.
Помимо формирования аккреционного диска, AT 2022wtn привело к образованию расширяющейся сферической «пузырьковой» оболочки из выброшенного звездного газа. Часть материала звезды не только поглощается черной дырой, но и выбрасывается в виде мощных, высокоскоростных потоков или джетов. В случае AT 2022wtn эти выбросы породили короткую, но яркую радиовспышку и экстремальные изменения в скорости светоизлучающих элементов вокруг события. Эти данные важны для понимания механизмов обратной связи, когда активность черных дыр влияет на окружающую их галактическую среду и, следовательно, на процессы звездообразования и эволюцию галактики в целом.
Руководитель исследовательской группы Франческа Онори из Национального института астрофизики (INAF) отметила: «Это особенное событие. Благодаря нашей кампании мониторинга мы смогли предложить интерпретацию происхождения наблюдаемого излучения: AT2022wtn привело к быстрому формированию диска вокруг черной дыры и последующему выбросу части звездного вещества». Этот результат особенно важен, поскольку источник видимого света и физические условия области, из которой он исходит при TDE, все еще активно изучаются. Понимание таких событий помогает уточнить модели поведения материи в экстремальных гравитационных полях и роль черных дыр в космической эволюции.
