Космическая катастрофа. Астрономы стали свидетелями смерти звезды в сверхмассивной черной дыре — более детально, чем когда-либо ранее. Благодаря космическому телескопу NASA TESS они смогли впервые отследить разрыв звезды с самого начала. В ходе этого наблюдения была выявлена новая, а иногда и удивительная информация об этих редких событиях, о чем исследователи написали в журнале The Astrophysical Journal.
Когда звезда приближается слишком близко к сверхмассивной черной дыре, ее разрывают огромные приливные силы. И именно такое событие наблюдают сейчас астрономы. © Robin Dienel/Carnegie Institution for Science
В центре большинства галактик располагаются сверхмассивные черные дыры, в том числе и в сердце нашего Млечного Пути. Их огромная гравитация не только формирует поведение галактик, но и притягивает в свой гравитационный вихрь газовые облака или близлежащие звезды. Если же звезда подходит слишком близко, ее разрывают мощнейшие приливные силы — в этом случае астрономы говорят о событии приливного разрушения. А затем о конце звезды объявляют вспышки лучей, светящиеся комки газа на горизонте событий и струи частиц высоких энергий.
Но до сих пор астрономам доводилось видеть лишь несколько таких звездных смертей — и ни одну из них «в реальном времени» и в деталях. Поскольку такие события крайне редки, они происходят в галактике размером с Млечный Путь примерно один раз в 10 000 — 100 000 лет. Так что в большинстве случаев такие события приливного разрушения были обнаружены уже только после того, как звезда уже была уничтожена, а выброс радиации утих.
Смерть звезды «засекли» с самого начала
И вот теперь впервые исследователи смогли отследить такое событие приливного разрушения на сверхмассивной черной дыре практически с самого начала. Эта катастрофа была зафиксирована с помощью телескопов Аll-Sky Automated Survey for Supernovae, то есть Автоматизированной съемки сверхновых звезд в небе (ASASSN) — сети телескопов, которые автоматически ищут в небе звёздные взрывы. 29 января 2019 года они зарегистрировали яркий выброс в центре галактики на расстоянии 375 миллионов световых лет.
В случае события приливного разрушения звезда буквально растворяется в светящемся потоке газа. © NASA/GSFC
Астрономы сразу же предупредили другие обсерватории, чтобы те следили за событием в других диапазонах волн и в других разрешениях. И очень быстро стало очевидно, что излучение возникло в результате разрыва звезды в центральной черной дыре этой галактики. И что еще лучше: по счастливой случайности это событие приливного разрушения произошло прямо в поле зрения спутника NASA Transit Exoplanet Survey (TESS), который занимается поиском экзопланет методом транзита. Так что используя его записи, астрономы смогли отследить событие еще за 42 дня до его пика.
Столь близко, как никогда доселе
«Лишь несколько событий подобных масштабов было обнаружено до их пика, но в этот раз мы выследили его всего через несколько дней после начала», — говорит Томас Холоен из обсерватории Карнеги в Пасадене. — «Эти ранние данные будут невероятно полезными для понимания физики таких вспышек». Звезда под названием ASASSN-19bt стала к тому же самым близким к нам событием такого рода из всех, которые когда-либо наблюдались.
«Более ранние данные TESS позволяют нам видеть свет из области, очень близкой к черной дыре — гораздо ближе, чем когда-либо прежде», — говорит соавтор исследования Патрик Валли из Государственного университета Огайо. — «Они показывают нам, что яркость этого события увеличивается очень плавно и без особого мерцания». Астрономы еще не наблюдали ничего подобного на других событиях приливных разрушений.
Необычное поведение
Наблюдения также показали, что хотя эта космическая катастрофа и испускала огромное количество ультрафиолета, она имела относительно низкоэнергетическое рентгеновское излучение. Но ввиду огромного количества энергии, выделяемой при разрыве звезды, это выглядит поразительным — и даже у астрономов пока нет четких объяснений, куда же делась эта энергия. Одно из предположений состоит в том, что основная часть рентгеновского излучения связана в струе, которая направлена в направлении от нас и поэтому с нашей точки наблюдения едва видима.
Необычно еще и вот что: вскоре после начала события температура за несколько дней внезапно упала почти вдвое — с примерно 40 000 градусов до всего лишь 20 000 градусов. И лишь после этого температура снова стабилизировалась, и яркость с этого момента начала равномерно увеличиваться до самой кульминации. И это тоже еще никогда раньше не наблюдались в ходе события приливного разрушения, говорит Холоен.
Новая эра наблюдений
Для астрономов смерть звезды ASASSN-19b стала настоящим новаторским прорывом в исследовании «пищевого поведения» сверхмассивных черных дыр. «ASASSN-19bt становится витриной новой эры ранних исследований приливных разрушений», — отмечают исследователи.
А Валли добавляет: «Долгое время считалось, что все события такого рода одинаковы. Но оказывается, что астрономам просто необходимы более подробные наблюдения. И нам еще предстоит очень много узнать об этих событиях».
