Астрономы впервые зафиксировали настолько мощные, быстро меняющиеся радиосигналы от события приливного разрушения — момента, когда черная дыра разорвала звезду, подошедшую слишком близко. События приливного разрушения ранее фиксировали в центре галактики, но этот случай, получивший название AT2024tvd, произошел примерно в 2600 световых годах от ядра родительской галактики.
Сверхмассивные черные дыры обычно находятся в центре большинства крупных галактик во Вселенной. Иногда звезда оказывается слишком близко к сверхмассивной черной дыре и притягивается с такой силой, что разрывается в клочья. Обычно такие события происходили в центре галактики. Обнаружив явление далеко от центра галактики, ученые решили изучить его повнимательнее. Результаты исследования, которое проводила международная команда астрономов во главе с Итаем Сфаради (Itai Sfaradi) и Рафаэллой Маргутти (Raffaella Margutti) из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли при участии исследователей из разных стран мира, опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Сверхмассивная черная дыра находилась в состоянии покоя, но неожиданно вспыхнула. Изначально ученые решили, что это — заурядное событие приливного разрушения, но продолжив изучение, обнаружили, что явление находится далеко от ядра.
Юхан Яо (Yuhan Yao) из Калифорнийского университета в Беркли поясняла, что блуждающая черная дыра могла появиться двумя альтернативными путями. По одной из версий, она могла возникнуть из ядра небольшой галактики, слившейся с большей галактикой. Однако Эрика Хаммерстайн (Erica Hammerstein) изучила изображения Хаббла и не нашла доказательств прошлого слияния галактик.
По другой версии, AT2024tvd могла входить в тройную систему черных дыр, ранее находившихся в ядре галактики. Одну из дыр могло выбросить из ядра из-за хаотичного характера орбит. Теперь отброшенная черная дыра «бродит» по галактике.
В более позднем пресс‑релизе на сайте National Radio Astronomy Observatory приводится аналогичное, хотя и менее подробное объяснение, почему явление произошло за пределами ядра. Блуждающие черные дыры могут возникнуть в результате взаимодействия тройных черных дыр или же они остались после слияния галактик.
Рафаэлла Маргутти отметила, что исследователи смогли обнаружить эту черную дыру лишь из-за того, что она случайно разорвала звезду и произвела невероятно яркие радиосигналы.
Именно необычным сигналам исследователи уделили основное внимание в своем исследовании. По словам Маргутти, радиосигналы развивались так быстро, что выделялись даже на фоне самых экстремальных космических событий, ранее известных ученым.
Сфаради также назвал событие экстраординарным. Он отметил, что никогда прежде астрономы не видели такого яркого радиоизлучения черной дыры, разрывающей звезду, вдали от центра галактики. При этом событие развивалось необычно быстро. По его словам, это меняет представление о черных дырах и их поведении.
Как показало исследование, столь быстрое изменение сигналов может быть связано минимум с одним или двумя выбросами вещества, произошедшими значительно позже разрушения звезды. Анализ ученых показал, что эти оттоки, вероятно, произошли через 80 и 170 дней после открытия события. Это противоречит традиционным моделям, как разворачиваются события приливного разрушения.
Первый радиовсплеск сопровождался рентгеновским компонентом. Исследователи предположили, что выброс произошел из-за аккреции. Когда часть мусора из аккреционного диска падала в черную дыру, ее магнитное поле откидывало обломки обратно. Аккреционный диск — это газовый диск, образующийся вокруг компактных звездных остатков.
Второй всплеск оказался еще необычнее. По одной из версий, это был поток вещества, который двигался со скоростью половины скорости света. Он мог произойти через 170 дней после события приливного разрушения звезды. Ему потребовалось 24 дня, чтобы достичь окружающего газа. По другой версии, поток, выброшенный спустя 190 дней, двигался почти со скоростью света. Исследователи пока не знают, есть ли связь между этими выбросами. Также непонятно, вызвала ли второй поток аккреция того же вещества.
Сфаради отметил, что открытие дает новые возможности для поиска скрытых черных дыр по всей Вселенной. Он предположил, что будущие исследования могут показать, что внеядерные события приливных разрушений встречаются чаще, чем думали ученые.