Пожирающие звезды черные дыры: группа ученых получила неопровержимые доказательства данной теории

27 августа 2020 | 22:26

Международная группа ученых впервые получила неопровержимые доказательства формирования аккреционного диска во время события приливного разрушения звезды (англ. tidal disruption events,TDE), видимого в оптических лучах.

Об открытии, которое подтверждает текущую теорию, описывающую пожирание вещества звезды черной дырой, сообщается в препринте статьи, опубликованной в репозитории arXiv.org.

Ученые проанализировали излучение разных длин волн, исходящее от TDE, обозначенного как AT 2018hyz (ASASSN-18zj) и обнаруженного 6 ноября 2018 года в ходе автоматизированного поиска сверхновых All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN). Местонахождение AT 2018hyz совпадает с галактикой 2MASS J10065085+0141342, чье красное смещение составляет 0,046, то есть она удалена на 600 миллионов световых лет от Земли.

Спектр AT 2018hyz с характерным двойным пиком в бальмеровском излучении указал на аккреционный диск эллиптической формы, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры. В ходе последующих наблюдений ученые установили, что диск сформировался, когда вещество от разрушенной звезды приблизилось к перицентру — наиболее близкой к черной дыре точке орбиты. Это произошло за десятки дней до первого обнаружения AT 2018hyz. Масса диска при этом составила пять процентов начальной массы звезды.

Изображение: Jamie Law-Smith and Enrico Ramirez-Ruiz

До сих пор наличие аккреционных дисков было установлено лишь для небольшой доли TDE (порядка 10 процентов), зафиксированных как вспышка рентгеновского излучения. Что касается TDE, видимых в оптическом излучении (ультрафиолет и видимый свет), то в этом случае до сих пор не было надежных доказательств появления дисков. Дело в том, что при этом могут возникнуть сталкивающиеся друг с другом потоки вещества, активно излучающие видимый и ультрафиолетовый свет. Это заставляло некоторых астрономов предполагать, что одного приливного разрушения звезды недостаточно для появления аккреционного диска.

Бальмеровское излучение испускается при переходе электрона в атоме водорода с третьего и вышележащих уровней на второй энергетический уровень. Двойной пик в спектре излучения, который интерпретируется астрономами как аккреционный диск, возникает из-за того, что вещество на одном крае диска удаляется от наблюдателя, а на другом приближается. Это создает эффект Доплера, когда излучение смещается в красную и синюю сторону спектра соответственно.

Напомним, ранее астрономы обнаружили необычные движения газовых облаков вблизи центра нашей галактики. Ученые предполагают, что они могут быть признаками самых неуловимых видов черных дыр.