Новые данные, полученные астрономами, проливают свет на сверхмассивную черную дыру, ответственную за разрушение звезды AT2024tvd посредством приливного разрыва. Исследования указывают на то, что этот объект, скорее всего, является странствующей сверхмассивной чёрной дырой, расположенной не в центре галактики.

Приливное разрушение звёзд возникает, когда небесное тело приближается к массивному гравитационному объекту и распадается под воздействием колоссальных приливно-дифференциальных сил. Материя разорванного светила начинает закручиваться вокруг чёрной дыры, создавая яркую аккреционный дискаккреционную структуру, излучающую мощный всплеск света, который фиксируется астрономическими обсерваториями.

В течение 2024 года было зафиксировано аномальное явление под обозначением AT2024tvd. Оно заинтересовало специалистов тем фактом, что вспышка произошла не в центре галактики-хозяина, где обычно находятся сверхмассивные черные дыры, а на удалении приблизительно 0,8 килопарсека от ее центральной области. Галактика, к которой относится этот объект, обладает массой порядка ста миллиардов солнечных масс.

В рамках свежего научного исследования эксперты изучили остаточное излучение после вспышки и вычислили массу черной дыры. Согласно их расчетам, она равна примерно одному миллиону солнечных масс. Это служит подтверждением того, что объект классифицируется как сверхмассивная чёрная дыра, а не черная дыра промежуточного размера, принадлежащая к менее массивным разновидностям подобных образований.

С целью установления массы ученые применили всесторонний анализ излучения в рентгеновском спектре, ультрафиолетовой области и видимом диапазоне. Также была разработана детальная физическая модель аккреционного диска, окружающего черную дыру. Авторы исследования утверждают, что подобный метод позволил достичь более точной оценки массы, опираясь как на экспериментальные данные, так и на актуальные теоретические представления. Полученное значение находится в хорошем соответствии с установленными ранее соотношениями между массой чёрных дыр и параметрами других зафиксированных явлений приливного разрушения звёзд.

Ранее астрономы располагали информацией лишь о двух аналогичных событиях, произошедших за пределами галактического ядра. Однако в обоих случаях источниками являлись чёрные дыры промежуточной массы, которые находятся внутри ультракомпактных карликовых галактик. AT2024tvd значительно отличается от аналогичных ситуаций.

В ходе изучения ученые не выявили в окрестностях черной дыры ни скопления звезд, ни малой галактики. Это наталкивает на мысль о том, что перед нами остаток некогда существовавшей галактики, практически полностью уничтоженной гравитационными взаимодействиями. Масса чёрной дыры составляет более 3% от общей массы звёзд в её окружении – аномально высокий показатель, который говорит о значительном уменьшении первоначальной галактической структуры и сохранении лишь ее ядра. Специалисты утверждают, что это является весомым аргументом в пользу того, что объект представляет собой сильно деградировавшее ядро галактики с блуждающей сверхмассивной чёрной дырой.

Исследователи полагают, что исходная галактика была уничтожена в результате так называемого малого слияния – процесса постепенного поглощения небольшой галактики более крупной. Этот механизм хорошо соответствует данным предыдущих наблюдений и представляется гораздо более вероятным объяснением, чем выталкивание черной дыры вследствие интенсивного взаимодействия с другой сверхмассивной чёрной дырой. Специалисты подчеркивают, что малые слияния происходят намного чаще крупных, а попавшие таким образом в массивные галактики сверхмассивные черные дыры могут на протяжении очень долгого периода времени удерживаться на отдаленных орбитах, не приближаясь к центру.

Отсутствие зарегистрированного звёздного скопления не исключает возможности наличия звезд вокруг этого объекта полностью. Специалисты акцентируют внимание на том, что имеющиеся инструменты пока не обладают достаточной чувствительностью для фиксации потенциально слабого звездообразования.

Проведенные дополнительные вычисления продемонстрировали, что центральная сверхмассивная черная дыра в галактике-хозяине должна обладать массой, превышающей миллиард солнечных масс. Это вновь подтверждает тот факт, что чёрная дыра, спровоцировавшая событие AT2024tvd, представляет собой самостоятельный объект и не имеет отношения к центральной черной дыре своей галактики.

Как утверждают создатели работы, такие явления представляют собой нечастый, но весьма действенный метод выявления скрытых сверхмассивных чёрных дыр, которые обычно ускользают от внимания из-за отсутствия в ядрах галактик и недостатка ярких звезд вокруг них. Специалисты указывают на то, что AT2024tvd показывает перспективу применения подобных проявлений как прямого и достоверного средства для изучения совокупности блуждающих сверхмассивных чёрных дыр в непосредственной окрестности нашей Вселенной.

В перспективе научные работники планируют зафиксировать больше аналогичных объектов благодаря реализации новых масштабных программ наблюдений небесных тел, включая инициативу «Обзор пространства и времени наследия», осуществляемую обсерваторией Веры Рубин. При этом специалисты акцентируют внимание на том, что рентгеновские наблюдения сохранят свою важную роль в точной оценке массы чёрных дыр, поскольку именно рентгеновское свечение исходит из внутренних слоев аккреционного диска, расположенного непосредственно возле черной дыры.

Результаты исследования опубликованыВ научном издании The Astrophysical Journal Letters.