Огромные объемы данных, ежедневно поступающие с телескопов, — это современная астрономия 21 века. Только некоторые из них ученые способны анализировать на постоянной основе, а остальные отправляются в архивы данных. Иногда при поиске в таких компьютерных банках данных можно сделать интересные открытия. Такая ситуация случилась с учеными из немецкого Института внеземной физики им. Макса Планка — они обнаружили черную дыру.
Одним из замечательных архивов данных является Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Они покрывают большую часть неба, если смотреть в оптические телескопы. Более того, также доступны спектры некоторых объектов, а в некоторых случаях даже несколько спектров данного объекта. Этот архив искали астрономы из группы под руководством Андреа Мерлони Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) в Гархинге под Мюнхеном (Германия). Цель состояла в подготовке к будущей российско-германской миссии рентгеновского спутника EROSITA.
Когда ученые искали случаи с несколькими спектрами, они обнаружили объект, обозначенный SDSS J0159 + 0033, с необычными изменениями в спектре. Между 1998 и 2005 годами была явная разница, и никто раньше этого не замечал! Удача продолжилась для ученых, поскольку они обнаружили, что две ведущие рентгеновские обсерватории, XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA) и Chandra НАСА, наблюдали эту часть неба точно в пике вспышки, а затем снова около десять лет спустя.
«Обычно далекая галактика не претерпевает существенных изменений в течение жизни астронома, то есть в масштабе десятилетий. Но в этом случае имело место резкое спектральное изменение, как будто черная дыра то включалась, то выключалась», — объясняет Мерлони.
Таким образом, команда Мерлони обнаружила черную дыру в процессе разрыва звезды на части. Наблюдаемая вспышка очень хорошо вписывается в модель такого явления.
Сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центрах галактик, поглощают газ из своего окружения, иногда с большей, а иногда с меньшей интенсивностью. Но иногда звезда проходит очень близко. Тогда звезда может быть разорвана мощными гравитационными силами. Материал звезды рассеивается по эллиптической орбите и образует аккреционный диск. Осколки вращающегося вещества производят очень яркие вспышки излучения. На английском языке это называется Tidal Disruption Flares (TDF).
Исследователи оценили массу сверхмассивной черной дыры в 100 миллионов раз больше массы Солнца. Это значение означает, что это случай самой массивной черной дыры, наблюдаемой в процессе взрыва звезды.
Архив SDSS также был независимо исследован второй группой ученых (во главе со Стефани ЛаМасса из Йельского университета), которые впервые увидели изменчивость объекта и предупредили астрономическое сообщество, но не смогли проанализировать гипотезу о черной дыре, разрывающей звезду на части.