Впервые астрономы наблюдают, как черная дыра выбрасывает звездные обломки спустя годы после того, как звезда была поглощена.
В октябре 2018 года маленькая звезда была разорвана в клочья, когда она прошла слишком близко к черной дыре в галактике в 665 миллионах световых лет от Земли. Хотя это может показаться захватывающим, это событие не стало неожиданностью для астрономов, которые время от времени наблюдают эти жестокие инциденты, сканируя ночное небо.
Но через три года после этого та же черная дыра вновь проявила активность, при этом ничего не поглотив.
Это застало нас врасплох — никто раньше не видел ничего подобного, — говорит Иветт Сендес, научный сотрудник Центра астрофизики | Harvard & Smithsonian (CfA) и ведущий автор нового исследования, посвященного этому явлению.
Команда пришла к выводу, что черная дыра теперь выбрасывает материал, движущийся со скоростью, равной половине скорости света, но они не уверены, почему выброс был задержан на несколько лет. Результаты, опубликованные в «Astrophysical Journal», могут помочь ученым лучше понять поведение черных дыр во время процессов поглощения, которые Сендес сравнивает с «икотой» после еды.
Команда заметила необычный всплеск при анализе событий приливного разрушения (TDE) — когда приближающиеся звезды разрываются на части черными дырами — которые произошли за последние несколько лет.
Радиоданные от Very Large Array (VLA) показали, что черная дыра таинственным образом возродилась в июне 2021 года. Сендес и команда решили продолжить расследование этого события.
Команда собрала многоволновые наблюдения за событием TDE, получившим название AT2018hyz, с помощью VLA, обсерватории ALMA в Чили, MeerKAT в Южной Африке, компактного массива австралийских телескопов в Австралии и космических обсерваторий Chandra и Swift.
Наиболее яркими оказались радионаблюдения TDE.
Мы изучали TDE с помощью радиотелескопов более десяти лет и иногда обнаруживаем, что они светятся в радиоволнах, поскольку выбрасывают вещество, когда звезда впервые поглощается черной дырой, — говорит Эдо Бергер, профессор астрономии Гарвардского университета и CfA, соавтор нового исследования.
Но AT2018hyz первые три года находился в радиомолчании, а теперь резко засветился, став одним из самых радиосветящихся TDE, когда-либо наблюдавшихся.
Себастьян Гомес, соавтор статьи, работавший над докторской диссертацией вместе с Бергером, использовал теоретические модели для расчета, что звезда, разорванная черной дырой, имеет массу всего 1/10 массы нашего Солнца.
Хорошо известно, что TDE излучают свет, когда появляются. Когда звезда приближается к черной дыре, гравитационные силы начинают растягивать звезду. В конце концов, растянутая материя закручивается вокруг черной дыры и нагревается, создавая вспышку, которую астрономы могут увидеть за миллионы световых лет.
Часть разорванного материала иногда выбрасывается обратно в космос. Астрономы сравнивают это с черными дырами, которые едят неряшливо: не все, что они пытаются поглотить, оказывается внутри них.
Однако эмиссия, известная как отток, обычно развивается быстро после возникновения ТDE, а не спустя годы.
Это как если бы черная дыра внезапно начала выбрасывать массу вещества из звезды, которую она поглотила много лет назад, — объясняет Сендес.
Истечение материи движется со скоростью 50% скорости света. Для сравнения, у большинства TDE истечение происходит со скоростью 10% от скорости света, говорит Сендес.
Это первый раз, когда мы видим такую большую задержку между поглащением и истечением, — говорит Бергер.
Следующим шагом будет выяснить, действительно ли такие задержки происходят чаще.