Самая большая в истории вспышка черной дыры: астрономы увидели, как "обжора" поглощает звезду

Наибольшую в истории вспышку вокруг сверхмассивной черной дыры зафиксировали астрономы с помощью обсерватории им. Кека и широкоугольный астрономический обзор неба Zwicky Transient Facility (ZTF). Этот беспрецедентный взрыв энергии, произошедший в 10 миллиардах световых лет от Земли, оказался в 30 раз ярче любой ранее зафиксированной вспышки такого типа и выделил энергию, эквивалентную 10 триллионам Солнца.

Об этом пишет Space.com со ссылкой на результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy.

«Полупроглоченная рыба» и гравитационное замедление времени

Беспрецедентный взрыв, названный событием приливного разрушения (Tidal Disruption Event, TDE), произошел в активном ядре галактики (AGN) под названием J2245+3743. В центре этой галактики расположена сверхмассивная чёрная дыра, масса которой в 500 миллионов раз превышает массу Солнца.

Хотя черные дыры в AGN обычно питаются окружающим газом и пылью с аккреционного диска, эта экстремальная вспышка возникла из-за того, что к космическому монстру слишком близко подошла аномально большая звезда. Под действием колоссальной гравитации черная дыра начала разрывать звезду, остатки которой поглощаются космическим титаном. Считается, что начальная масса этой злополучной звезды составляла примерно 30 масс Солнца, что делает это событие самым мощным из всех зафиксированных случаев TDE.

Вспышка была впервые замечена ZTF еще в 2018 году, и в течение нескольких месяцев его яркость выросла в 40 раз. Даже спустя годы после первого наблюдения вспышка продолжает угасать, что свидетельствует о том, что черная дыра до сих пор «проглатывает» звезду. Исследователи отмечают, что предыдущее мощное TDE-событие, прозванное «Страшная Барби», предполагало поглощение звезды массой лишь в 3-10 раз больше Солнца, что подчеркивает уникальность J2245+3743.

Мэтью Грэм, руководитель команды ученых и специалист ZTF, образно описал текущее состояние этого чрезвычайного происшествия, сравнив его с «рыбой, которая только наполовину застряла в горловине кита».

Этот процесс высвобождает огромное количество энергии.

«Если вы превратите все наше Солнце в энергию, используя известную формулу Альберта Айнштайна E = mc², это будет равно количеству энергии, выливаемой из этой вспышки с того момента, как мы начали ее наблюдать», — заявила исследовательница Центра выпускников Университета Нью-Йорка Саавик Форд.

Исследователи пользуются уникальным эффектом, возникающим вокруг сверхмассивных черных дыр, – космологическим замедлением времени. Гравитация у горизонта событий настолько сильна, что время для наблюдателей и световых волн замедляется. Это означает, что астрономы наблюдают за процессом, происходящим «в четверть скорости». Как объясняет Грэм, семь земных лет наблюдений равны лишь двум годам времени, происходящим непосредственно в активном ядре AGN. Этот эффект является ключевым для долгосрочных астрономических обзоров, таких как ZTF.

Редкость вспышек в активных ядрах галактик

С научной точки зрения, событие J2245+3743 крайне интересно. На сегодняшний день астрономы зафиксировали около 100 подобных вспышек, но большинство из них не происходили в активном ядре галактики, где черная дыра уже активно питается. Это объясняется тем, что естественная активность сверхмассивных черных дыр и излучения от их аккреционного диска способна маскировать события приточного разрушения.

TDE вокруг уже «кормящихся» черных дыр сложнее заметить, чем происходящие вокруг «тихих» космических объектов. Однако благодаря огромному масштабу и яркости J2245+3743 это событие оказалось более заметным, чем большинство других вспышек вблизи ядра галактики.

Сначала ученые не сразу поняли, что перед ними что-то особенное. Лишь в 2023 году, через пять лет после начального наблюдения ZTF, данные, полученные Обсерваторией Кека на Гавайях, наконец-то раскрыли чрезвычайно энергичную природу этого явления. Ученые также исключили вероятность того, что вспышка была вызвана массивным взрывом сверхновой, что окончательно подтвердило его идентификацию. Исследователи предполагают, что звезды в диске AGN могут приобретать большую массу вследствие поглощения окружающей материи.

Открытие этой мощной вспышки подтверждает гипотезу, что подобные чрезвычайно яркие вспышки могут происходить по всему космосу, просто их предстоит обнаружить. Команда продолжит просматривать данные ZTF в поисках подобных событий и ожидает новых данных от Обсерватории Вери К. Рубина.

Татьяна Черновол / © ТСН Екатерина Репяхова и Виктор Павлик с сыном Павлом Хранилище золотых и серебряных монет, найденное тайно зарытым, чтобы скрыть его от нацистов. (Jam Press/Numismatica Ars Classica) / © Jam Press Авария в Индии