Астрономы зафиксировали, как черная дыра медленно «пожирает» звезду
С 2014 года астрономы фиксируют регулярные яркие вспышки в галактике, расположенной в 570 млн световых лет от Земли. Ученые выяснили, что причиной является сверхмассивная черная дыра, медленно «пожирающая» звезду.
Исследование представлено на 237-м заседании Американского астрономического общества и доступно в библиотеке arXiv. Коротко о нем рассказывает Science Alert.
В центре спиральной галактики, получившей название ESO 253-G003, сверхмассивная черная дыра вращается вокруг звезды. Каждые 114 дней звезда подходит достаточно близко, чтобы черная дыра поглотила часть ее материала. Это вызывает яркую вспышку света, которую фиксируют земные телескопы.
Из-за регулярности вспышек астрономы прозвали галактику «Старый служака», в честь гейзера в Йеллоустонском национальном парке.
Вспышки были впервые обнаружены в ноябре 2014 года при помощи системы All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). В то время астрономы думали, что повышение яркости связано с появлением сверхновой в ESO 253-G003. Однако сверхновая вспыхивает только один раз, а затем гаснет, поскольку такое событие уничтожает зарождающуюся звезду.
Но в 2020 году, когда американский астроном Анна Пейн просматривала данные ASAS-SN по ESO 253-G003, она обнаружила еще одну вспышку в том же месте, а затем еще и еще. В общей сложности она идентифицировала 17 вспышек с интервалом примерно 114 дней.
Пейн и ее команда предположили, что галактика снова вспыхнет 17 мая, 7 сентября и 26 декабря 2020 года — и оказались правы.
ESO 253-G003 представляет собой две галактики, находящиеся на заключительной стадии слияния, а это значит, что в центре должны быть две сверхмассивные черные дыры. Два таких взаимодействующих объекта могут вызывать повторяющиеся вспышки, но черные дыры в центре ESO 253-G003 находятся слишком далеко друг от друга.
Другая версия заключалась в том, что звезда пробила аккреционный диск и попала в одну из черных дыр. Но в этом случае форма вспышек должна была быть другой.
Третьей возможностью было повторяющееся частичное приливное разрушение, когда более крупный массивный объект неоднократно отделяет материал от меньшего, находящегося на орбите.
Команда проанализировала кривую блеска каждой вспышки и определила, что звезда, вероятно, вращается вокруг сверхмассивной черной дыры с массой 78 миллионов солнечных.
При каждом сближении звезда теряет около 0,3% массы Солнца (около трех Юпитеров), но продолжает жить.
«Если гигантская звезда движется не слишком далеко и не слишком близко к черной дыре, по очень вытянутой орбите, тогда черная дыра может оторвать часть внешнего материала, не разрывая всю звезду, — пояснил астроном Бенджамин Шаппи из Института астрономии Гавайского университета. — В этом случае звезда будет просто возвращаться снова и снова, пока не истощится».
Неясно, как долго уже происходит процесс «пожирания» звезды черной дырой, поэтому трудно подсчитать, когда звезда погибнет. Но команда предсказала, когда должны произойти следующие две вспышки - в апреле и августе этого года — и планирует провести еще больше наблюдений.
Это чрезвычайно редкая возможность понять процесс увеличения массы сверхмассивных черных дыр.
Фото: Shutterstock
