Появилась первая фотография кормящейся черной дыры

Международная группа астрофизиков впервые наблюдала приливное разрушение звезды сверхмассивной черной дырой. Исследователи получили снимки высокого разрешения, на которых запечатлено образование струй плазмы (джетов), возникающих при падении вещества на горизонт событий. Статья ученых опубликована в журнале Science.

Событие приливного разрушения звезды (tidal disruption event, TDE) выглядит как вспышка света (транзиент), который излучает звезда, разрываемая на части гравитационным полем сверхмассивной черной дыры. Существование этого явления, в ходе которого одна половина массы звезды падает на черную дыру, а другая отбрасывается прочь, было предсказано 30 лет назад. Возникающее при этом радиоизлучение может испускаться в течение нескольких месяцев или даже лет. Другим побочным эффектом является выброс релятивистских струй плазмы из окрестностей черной дыры.

30 января 2005 года астрономы зафиксировали яркий транзиент в инфракрасной части спектра, который был удален от Млечного Пути на 134 миллиона световых лет. Он находился в системе сливающихся галактик Arp 299, в одном из ядер которых наблюдались активное звездообразование и высокая частота возникновения сверхновых. Считается, что в активных галактиках, подобных этим, частота TDE на несколько порядков выше, чем в одиночных галактиках.

Транзиент располагался у B1 — западного ядра Arp 299. Общее количество световой энергии, высвобожденной в радиоволновой и инфракрасной части спектра, составила 1,5 на 10 в 52-ой степени эрг, однако вспышка оставалась невидимой в оптических и рентгеновских лучах. Пик яркости был сравним с яркостью всего галактического ядра. Ученые предположили, что причиной вспышки могло быть приливное разрушение звезды, экстремально яркая сверхновая или гамма-всплеск.

Наблюдения за транзиентом с помощью радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, при которой элементы (телескопы) интерферометра удалены друг от друга на континентальные расстояния, позволили получить изображения структуры, напоминающей струю плазмы. Радиоморфология и скорость расширения вспышки не соответствовали отличительным признакам сверхновой, а изменения ее яркости не были характерны для гамма-всплесков.

Исследователи провели моделирование струй, возникающих при аккреции останков звезды на сверхмассивную черную дыру. Рассчитанные кривые блеска при этом соответствовали наблюдаемым. Таким образом, ученые пришли к выводу, что они наблюдали приливное разрушение звезды.