Ненасытная черная дыра поглощает звезду размером в три Земли каждый раз, когда проходит мимо


Фото из открытых источников
Звезда, подобная нашему Солнцу, в соседней галактике постепенно поглощается маленькой, но прожорливой черной дырой, теряя массу, эквивалентную трем Землям, каждый раз, когда она проходит близко. Об открытии астрономов Лестерского университета сообщается в журнале Nature Astronomy и оно представляет собой «недостающее звено» в наших знаниях о черных дырах, разрушающих вращающиеся звезды. Это предполагает целый зверинец звезд, находящихся в процессе уничтожения, которые до сих пор остаются неоткрытыми.
 
Внимание астрономов к звезде привлекла яркая рентгеновская вспышка, которая, по-видимому, исходила из центра соседней галактики 2MASX J02301709+2836050, находящейся примерно в 500 миллионах световых лет от Млечного Пути. Названный Swift J0230, он был замечен в тот момент, когда это произошло впервые, с помощью нового инструмента, разработанного учеными для обсерватории Нила Герельса Свифт. Они быстро запланировали дальнейшие наблюдения Свифта за ним и обнаружили, что вместо того, чтобы затухать, как ожидалось, он будет ярко светить в течение 7-10 дней, а затем внезапно погаснет, повторяя этот процесс примерно каждые 25 дней.
 
Подобное поведение наблюдалось при так называемых квазипериодических извержениях и периодических ядерных переходных процессах, когда материал звезды вырывается черной дырой, когда ее орбита приближается к ней, но они различаются по тому, как часто они извергаются и происходит ли это именно в рентгеновских лучах или оптическом свете преобладает взрыв. Регулярность выбросов Swift J0230 находилась между этими двумя типами вспышек, что позволяет предположить, что он образует «недостающее звено» между двумя типами вспышек.
 
Используя в качестве руководства модели, предложенные для этих двух классов событий, ученые пришли к выводу, что вспышка Swift J0230 представляет собой звезду такого же размера, как наше собственное Солнце, на эллиптической орбите вокруг черной дыры малой массы в центре ее галактики. Когда орбита звезды приближается к интенсивному гравитационному притяжению черной дыры, материал, эквивалентный массе трех Земель, вырывается из атмосферы звезды и нагревается при падении в черную дыру. Сильная жара, около 2 миллионов градусов по Цельсию, испускает огромное количество рентгеновских лучей, которые впервые были уловлены спутником Swift.
 
Ведущий автор доктор Фил Эванс из Школы физики и астрономии Университета Лестера сказал: «Это первый раз, когда мы видим, как звезда, подобная нашему Солнцу, неоднократно измельчается и поглощается черной дырой малой массы. Так называемые «повторяющиеся, частичные приливные разрушения» сами по себе являются совершенно новым открытием и, похоже, делятся на два типа: те, которые происходят каждые несколько часов, и те, которые происходят каждый год или около того. Эта новая система попадает прямо в пропасть между ними, и когда вы подсчитаете цифры, вы обнаружите, что типы задействованных объектов тоже прекрасно встают на свои места».
 
Доктор Роб Эйлс-Феррис, который работает с доктором Эвансом на спутнике Swift, недавно защитил докторскую диссертацию в Лестере, которая включала изучение звезд, разрушаемых черными дырами. Он объясняет: «В большинстве систем, которые мы видели в прошлом, звезда полностью разрушена. Swift J0230 — интересное дополнение к классу частично разрушенных звезд, поскольку оно показывает нам, что два уже найденных класса этих объектов действительно связаны, а наша новая система дает нам недостающее звено».
 
Доктор Ким Пейдж из Университета Лестера, который работал над анализом данных для исследования, сказал: «Учитывая, что мы обнаружили Swift J0230 в течение нескольких месяцев после включения нашего нового инструмента поиска переходных процессов, мы ожидаем, что объектов будет гораздо больше. вот такой, ожидающий, чтобы его раскрыли».
 
По оценкам ученых, черная дыра примерно в 10 000–100 000 раз превышает массу нашего Солнца, что довольно мало для сверхмассивных черных дыр, обычно находящихся в центрах галактик. Считается, что черная дыра в центре нашей галактики имеет массу 4 миллионов солнечных масс, тогда как масса большинства из них находится в районе 100 миллионов солнечных масс.
 
Это первое открытие, сделанное с использованием нового детектора переходных процессов для спутника Swift, разработанного командой Университета Лестера и работающего на их компьютерах. Когда происходит экстремальное событие, вызывающее рентгеновский всплеск в области неба, где раньше не было рентгеновских лучей, астрономы называют это астрономическим рентгеновским транзиентом. Несмотря на экстремальные события, которые они предвещают, эти события нелегко обнаружить, или, по крайней мере, не быстро – и поэтому этот новый инструмент был разработан для поиска новых типов переходных процессов в реальном времени.
 
Доктор Эванс добавляет: «Объекты этого типа практически невозможно было обнаружить, пока мы не построили этот новый объект, а вскоре после этого обнаружилось совершенно новое, никогда ранее не наблюдавшееся событие. Swift уже почти 20 лет, и он внезапно обнаруживает совершенно новые события, о существовании которых мы даже не подозревали. Я думаю, это показывает, что каждый раз, когда вы находите новый взгляд на космос, вы узнаете что-то новое и обнаруживаете, что есть что-то, о чем вы раньше не знали».
 
Доктор Кэролайн Харпер, руководитель отдела космической науки Космического агентства Великобритании, сказала: «Это еще одно захватывающее открытие ведущей в мире миссии Swift — черная дыра малой массы, принимающая «кусания» от звезды, подобной Солнцу, всякий раз, когда она вращается по достаточно близкой орбите».