Телескоп заглядає у чорноту глибокого космосу. Раптом - з’являється блискучий спалах світла, якого раніше не було. Що це може бути? Супернова? Дві масово щільні зірки, що зливаються разом? Можливо, лопнув гамма-промінь?
П'ять років тому дослідники, що користувались телескопом ROTSE IIIb в Обсерваторії Макдональд, помітили саме таку подію. Але астрономи вважають, що цей крихітний спалах був насправді свідченням надмасивної чорної діри в центрі далекої галактики, і це не свідчить про зоряне вибух зоряного вибуху чи злиття нейтронних зірок, розриваючи зірку на клаптики .
Астрономи в Макдоналдсі протягом багатьох років використовували телескоп для сканування неба на такі зароджені спалахи, як частина проекту верифікації ROTSE Supernova (SNVP). І спочатку почервоніло, подія, яку побачили на початку 2009 року, яку дослідники прозвали «Дугі», виглядала так само, як і багато інших наднових, які вони виявили під час проекту. З яскравою абсолютною яскравістю 22,5-градусної величини подія прямо вписується в клас надвеликих наднових, з якими дослідники вже були знайомі.
Але з плином часу, і все більше даних про Дугі з'явилося, астрономи почали передумувати. Рентгенівські спостереження, зроблені супутниковим та оптичним спектрами навколо орбіти Свіфта, зняті телескопом Макдональдса Хоббі-Еберлі, виявили еволюційну криву світла та хімічну структуру, яка не відповідала комп’ютерному моделюванню надвеликих наднових. Так само Дугі не виявився злиттям нейтронної зірки, яке б досягло пікової яскравості набагато швидше, ніж спостерігалося, або вибух гамма-випромінювання, який навіть під кутом виглядав би набагато яскравішим у рентгенівському світлі .
Це залишило лише один варіант: так званий "поломка припливів", або розправу та спагеттіфікацію, яка виникає, коли зірка блукає занадто близько до горизонту чорної діри. Дж. Крейг Уілер, керівник групи наднових Техаського університету в Остіні та член команди, яка виявила Дугі, пояснила, що на невеликих відстанях сила тяжіння чорної діри чинить набагато сильніший потяг на сторону зірки, найближчої до це, ніж це на протилежному боці зірки. Він пояснив: "Ці особливо великі припливи можуть бути досить сильними, що ви витягнете зірку в локшину".
Команда вдосконалила свої моделі події і дійшла до дивного висновку: витягнувши зоряний матеріал Дугі трохи швидше, ніж він міг би впоратися, чорна діра тепер «задихалася» за останнім прийомом їжі. Це пов’язано з астрофізичним принципом під назвою Ліміт Еддінгтона, який говорить, що чорна діра заданого розміру може обробляти лише стільки падаючого матеріалу. Після досягнення цієї межі будь-яке додаткове надходження речовини чинить зовнішній тиск, ніж може компенсувати сила тяжіння чорної діри. Це підвищення тиску має своєрідний ефект відскоку, викидаючи матеріал з накопичувального диска чорної діри разом з теплом і світлом. Такий сплеск енергії становить щонайменше частину яскравості Дугі, але також вказує на те, що споконвічна вмираюча зірка - зірка, не на відміну від нашого Сонця - не зійшла без бою.
Поєднуючи ці спостереження з математикою границі Еддінгтона, дослідники оцінили розмір чорної діри приблизно 1 мільйон сонячних мас - досить маленьку чорну діру, в центрі досить невеликої галактики, відстань три мільярди світлових років. Такі відкриття дозволяють не тільки астрономам краще зрозуміти фізику чорних дір, але і властивості їх часто непотрібних домашніх галактик. Зрештою, задумливо Вілер: "Хто знав, що у цього хлопця була чорна діра?"
Щоб побачити для себе симульований погляд Дугі, перегляньте дивовижну анімацію нижче, люб’язно надавшись члену команди Джеймсу Гійолохону:
Дослідження опубліковано у цьому місячному номері журналу «Астрофізичний журнал». Попередній друк статті доступний тут.
