В начале 2022 года ряд телескопов обратили внимание на необычный источник видимого света. Среди них был Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории. Теперь этот телескоп установил, что это самый отдаленный пример экстремального события, в котором сверхмассивная черная дыра в далекой галактике поглотила звезду, выбросив ее остатки мощной струей частиц.
Струя направлена прямо на нас, благодаря чему учёные впервые могли её увидеть в видимом свете с помощью оптического телескопа.
Из-за редкости, экзотичности и незнания этих событий необходимо открывать разнообразные способы их наблюдения и изучения.
Яростное разрушение звезды происходит из-за невероятных приливных сил чёрной дыры, вызывающих так называемое событие приливного нарушения (TDE). Примерно один процент таких событий приводит к выбросу плазменных струй и излучения с полюсов вращающейся чёрной дыры. В случае, наблюдаемом с помощью VLT, это тоже можно увидеть.
В поисках экстремальных событий
Много телескопов, например Zwicky Transient Facility (ZTF) в США, постоянно исследуют небо на признаки кратковременных, часто экстремальных событий. Их можно затем изучить более детально с помощью телескопов, таких как VLT. Игорь Андреони, астроном из Университета Мэриленда и соавтор исследования события AT2022cmc, сказал:
Создана система анализа данных с открытым исходным кодом, которая хранит и извлекает важную информацию из обследоаний ZTF, а также информирует нас о необычных событиях в режиме реального времени.
Звездная обсерватория ZTF обнаружила новый источник видимого света, который отличался от обычного и привлек к себе внимание. Он напоминал гамма-всплеск — взрыв высокоэнергетического излучения, являющегося одним из самых мощных источников света во Вселенной. Предполагая, что это похожее событие выходит за рамки нормы, ученые использовали ряд телескопов, расположенных по всему миру, для детального наблюдения за этим источником.
ВТЛ с прибором X-shooter, где каждое плечо – спектрограф, рассеивающий входящий свет на множество длин волн (эквивалентных цветов), позволил установить источник на беспрецедентном для таких событий расстоянии: свет, испускаемый AT2022cmc, начал свой путь при возрасте Вселенной, составлявшем примерно треть от её нынешнего.
Анимация демонстрирует падение материи со звезды к чёрной дыре в сердце удалённой галактики во время её извержения струй вещества и излучения.
Видимость черных дыр и TDE с помощью света — новая возможность для исследований.
Над событием AT2022cmc наблюдали 21 телескоп. Рабочая группа, занимающаяся результатами VLT и X-shooter, сопоставила их с разными известными типами событий, например, коллапсом звезды или мощным взрывом килоновой.
Единственным сценарием, соответствующим случаю, был редкий TDE, отличающийся потоком частиц, идущих в ту же сторону, что и наблюдатель. Поток выглядел ярче обычного и был виден в более широкой полосе электромагнитного спектра.
Обнаружение этого приливного разрушения оптическим телескопом, несмотря на огромную дистанцию, является рекордным для данного объекта. Это свидетельствует о возможности обнаружения TDE с джетами даже в видимом свете, что позволит более детально (и, возможно, реже) исследовать эти редкие события в экстремальных средах возникновения черных дыр.