Сверхмассивная черная дыра продемонстрировала неожиданное поведение

Новое исследование астрофизиков из Массачусетского технологического института (США) показало, что независимо от размера все черные дыры испытывают одинаковые циклы аккреции.

Работа опубликована в Astrophysical Journal, коротко о ней рассказывает Science Daily.

9 сентября 2018 года астрономы заметили вспышку в галактике на расстоянии 860 млн световых лет от Земли. Источником была сверхмассивная черная дыра, примерно в 50 млн раз превышающая массу Солнца, которая поглотила проходящую звезду. Когда звездные обломки упали в черную дыру, высвободилось огромное количество энергии в виде света. Это событие астрономы обозначили AT2018fyk.

Когда небольшие черные дыры звездной массы излучают вспышку света, это часто является реакцией на приток вещества от звезды-компаньона. Этот выброс излучения вызывает особую эволюцию области вокруг черной дыры. Из состояния покоя черная дыра переходит в фазу, в которой преобладает аккреционный диск, когда звездное вещество втягивается в черную дыру. По мере того как количество поступающего материала уменьшается, образуется раскаленная добела корона. В конечном итоге черная дыра снова переходит в устойчивое состояние покоя, и весь этот цикл аккреции может длиться от нескольких недель до месяцев.

Однако считалось, что для сверхмассивных черных дыр этот процесс занимает очень много времени: около тысяч лет.

Тем не менее, к своему удивлению, астрономы обнаружили, что в событии AT2018fyk, когда сверхмассивная черная дыра поглотила звезду, аккреционный цикл произошел так же быстро, как и в случае небольших черных дыр.

Оказалось, что процесс может резко ускориться в случае приливного разрушения, когда черная дыра получает внезапный и огромный приток материала. Это позволяет нам исследовать все стадии аккреции у сверхмассивных черных дыр.

По оценкам исследователей, черная дыра разрушила звезду размером с наше Солнце. В процессе возник огромный аккреционный диск шириной около 12 млрд км, испускавший газ температурой около 40 000 Кельвинов. Когда диск стал слабее и менее ярким, вокруг черной дыры возникла корона компактных высокоэнергетических рентгеновских лучей, а затем черная дыра вернулась к исходному состоянию.

Помимо открытия, что черные дыры переживают аккрецию одинаково, независимо от размера, это исследование — лишь второе в истории, когда ученые зафиксировали формирование короны от начала до конца.

«Корона — очень загадочная сущность, и в случае сверхмассивных черных дыр люди изучали устоявшиеся короны, но не знают, когда и как они образовались, — заявили исследователи. — Мы продемонстрировали, что события приливного разрушения позволяют зафиксировать образование короны. В будущем такие события позволят выяснить, что именно представляет собой корона».

Фото: Shutterstock

НАСА показало, как взаимодействуют две черные дыры

Ученые рассказали, как упасть в черную дыру и выжить