Через три года черная дыра выбросила вещество, некогда поглощенное звездой

Астрофизики зафиксировали уникальное явление: мощный выброс вещества из области черной дыры произошел спустя три года после того, как она, используя приливные силы, разрушила звезду. Как правило, интенсивность излучения, испускаемого аккреционным диском или струями, возрастает практически сразу после поступления свежего материала от поглощенного небесного тела.

Когда звезда или другой объект приближается к значительно более массивному объекту, такому как черная дыра, они в конечном итоге разрушаются. Гравитационное притяжение меньшего тела уже не способно удержать его структуру — происходит так называемое событие (или вспышка) приливного разрушения (TDE). Гравитационное воздействие черной дыры на звезду, находящуюся вблизи нее, значительно различается в зависимости от того, какая сторона звезды ближе к объекту.

В 2018 году телескопы программы Автоматизированного поиска сверхновых (ASAS-SN) зафиксировали TDE в безымянной галактике (2MASS J10065085+0141342) расположена на расстоянии около 665 миллионов световых лет от Земли. Звезда, масса которой составляет приблизительно одну десятую массы Солнца, оказалась на слишком близком расстоянии от сверхмассивной черной дыры. Данное событие получило индекс AT 2018hyz, его тщательно пронаблюдали в течение нескольких месяцев в самых разных диапазонах излучения и ничего экстраординарного замечено не было. Лишь несколько незначительных отличий от других похожих TDE, в остальном вспышка угасала, как обычно.

На протяжении последующих лет AT 2018hyz регулярно проверяли в ходе рутинных обзоров неба, но признаков нестандартного поведения не появлялось. Все изменилось в июне 2021 года. Как рассказывает Иветт Сендес (Yvette Cendes), исследователь-ассистент из Смитсоновской астрофизической обсерватории, чтобы не упустить момент ей с коллегами пришлось прибегнуть к экстренным мерам. «Внезапно проснувшийся» TDE обнаружил комплекс радиотелескопов Сверхбольшая Антенная Решетка ( VLA) в штате Нью-Мексико, США. Исследователи немедленно направили запросы о срочном доступе к оборудованию других телескопов ( Director’s Discretionary Time, DDT) для детального исследования уникального события под различными углами.

Астрономы во всем мире выразили готовность комментировать: в аномальную отсроченную активность AT 2018hyz пристально вглядывались комплексы радиотелескопов ALMA (Чили), MeerKAT (ЮАР) и ATCA (Австралия), а также космические рентгеновские обсерватории Neil Gehrels Swift Observatory и Chandra. Представляют в виде отчета опубликовали в The Astrophysical Journal.

Стало известно об удивительных результатах. Спустя 970 дней после TDE, по до конца не ясной причине, аккреционный диск, связанный с AT 2018hyz черной дыры начал выбрасывать вещество. Причем скорость его истечения в окружающее пространство достигала половины световой. Это необычно сразу по двум причинам. Во-первых, яркость TDE становится максимальной почти сразу после начала события, а затем плавно снижается на протяжении нескольких сотен дней, но не дольше двух лет. Во-вторых, в процессе часть вещества разрушившейся звезды может быть выброшена, но его скорость не превышает 20 процентов световой.

Принимая во внимание, что с момента регистрации прошло почти три года AT 2018hyz до его повторной активности на эту черную дыру звезд не падало, природа события вызывает вопросы. Астрофизики предложили несколько гипотез и провели соответствующее моделирование, однако полного соответствия с наблюдениями пока нет. В общих чертах объяснение сводится к тому, что попавшая в аккреционный диск масса разрушившейся звезды вызвала какие-то нестабильные процессы или колебания. А через без малого тысячу земных дней они вылились в пузырь газа или джет, который отбросило от черной дыры.

Существует и другое предположение: джет там присутствовал изначально, однако вещество, выброшенное в космос в результате разрушения звезды, послужило щитом, скрывающим релятивистскую струю. Тем не менее, эта гипотеза наименее соответствует результатам наблюдений, сделанных как в 2018-2019 годах, так и в более поздние сроки.