За последние годы астрономы много раз наблюдали разрушение звезд, которые слишком близко подошли к сверхмассивным черным дырам и были разорваны на части их огромной гравитацией. Теперь, однако, мы заметили звезду, которая пережила этот проход ... хотя и частично.
В данных, зарегистрированных космическими рентгеновскими телескопами Chandra и XMM-Newton, астрономы обнаружили необычное событие в окрестностях сверхмассивной черной дыры, скрывающейся в центре галактики GSN 069 на расстоянии 250 миллионов световых лет.
Сама черная дыра - это гигант, масса которого в 400 000 больше массы Солнца. В семействе сверхмассивных черных дыр она совсем не большая. Для сравнения, масса сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики имеет массу 4 миллиона солнечных масс, а самые большие, обнаруженные во Вселенной, достигают массы нескольких миллиардов солнечных масс.
Близкое столкновение с черной дырой может изменить вас
Однажды в прошлом красный обращался вокруг особой черной дырой.
Звезда этого типа - один из последних расширенных этапов жизни звезды, подобной солнцу. Его внешние слои довольно разрежены, что позволяет им оторваться от него и улететь в космос.
В этом конкретном случае гравитация и приливные взаимодействия черной дыры значительно ускорили процесс. Звезда была лишена внешних слоев, состоящих из водорода, который затем упал на черную дыру. Все, что осталось от красного гиганта, это его горячее ядро - белый карлик. Однако это не конец страданиям бывшего гиганта, потому что, хотя он пережил приближение к черной дыре, он не освободился от ее гравитационного захвата.
По словам Эндрю Кинга, профессора теоретической физики в Университете Лестера в Великобритании, который руководил исследованием, карлик теперь движется вокруг черной дыры по эллиптической орбите, облетая ее всего за девять часов.
При каждом обороте, когда звезда подходит к черной дыре (т.е. почти 3 раза в день) на минимальное расстояние, она теряет часть своей массы. Отделенная от поверхности масса прикрепляется к диску, окружающему черную дыру, и испускает большое количество рентгеновских лучей, что ученые заметили с помощью обсерваторий Chandra и XMM-Netwon.
Есть ли у этих "отношений" будущее?
Кинг подозревает, что каждый раз, когда звезда приближается к черной дыре, система излучает гравитационные волны. Если мы объединим излучение гравитационных волн с потерей массы белого карлика, можно предположить, что он будет двигаться по все более круглой орбите, постепенно удаляясь от черной дыры. По мере увеличения расстояния от черной дыры она будет терять все меньше и меньше веса с каждым кругом.
Белый карлик попытается освободиться от ее гравитационного влияния, но ему это не удастся. Черная дыра пожирает его, медленнее, но никогда не останавливается. Как правило, такая потеря веса будет длиться вечно, и через несколько миллиардов лет нынешний белый карлик уже будет иметь массу, сопоставимую с Юпитером. Вселенная нашла очень медленный и извилистый способ создания новых "планет"! - подводит итог Кинг.
Первый из многих
До сих пор астрономы обнаружили немало звезд, которые были полностью разорваны на части приливными эффектами черных дыр, но пока у нас есть только несколько наблюдений за объектами, которые пережили такую встречу.
Статистически, однако, близкий проход звезды около черной дыры более вероятен, чем центральное столкновение.
Стоит отметить, что, по мнению астрономов, этот конкретный случай будет виден нашим нынешним телескопам всего лишь около 2000 лет. Ну астрономы в далеком будущем не останутся без работы, так как скорее всего, таких событий должно быть открыто еще очень много. А это, в свою очередь, может означать, что для это проверенный способ увеличения массы у черных дыр, похожих по размеру на GSN 069.
Согласно Кингу, белый карлик, которого он наблюдает, имеет массу всего 0,21 солнечной массы. Если это на самом деле ядро красного гиганта, полностью лишенное водородной оболочки, то оно должно состоять в основном из гелия, образовавшегося при слиянии атомов водорода в ядре красного гиганта.
Просто удивительно, что мы смогли определить орбиту, массу и химический состав маленькой звезды в 250 миллионах световых лет от нас, - подчеркивает ученый.
Источник: Chandra X-ray Observatory