Чи дає далека чорна діра нове визначення болю і страждань?
Чорна діра, названа XJ1500 + 0154, представляється реальним еквівалентом Ями Каркуна, місця гніздування всесильного Сарлака в «Зоряних війнах», який повільно перекопував своїх жертв.
Понад десять років тому ця гігантська чорна діра розірвала зірку і з тих пір продовжувала дуже довгий обід, ласуючись останками зірок. Астрономи ретельно стежать за цим повільним «травленням», оскільки це так незвично для тих, що називаються подіями руйнування припливів (ТДЕ), де сили припливів із чорних дір розривають зірки.
"Ми стали свідками вражаючої і тривалої кончини зірки", - сказав Дачен Лін з Університету Нью-Гемпширу в Дарем, штат Нью-Гемпшир, який керував спостереженнями за цією подією. "Десятки подій, пов'язаних з порушенням припливів, були виявлені з 90-х років, але жодна не залишалася яскравою майже стільки, скільки ця".
Це десятиліття застілля минуло в десять разів довше, ніж будь-яке інше спостережуване TDE.
XJ1500 + 0154 розташований у невеликій галактиці, що знаходиться приблизно за 1,8 мільярда світлових років від Землі, і три телескопи контролювали цю рентгенівську подію: рентгенівська обсерваторія Чандра, супутник Свіфта та XMM-Ньютон.
TDE відрізняються від іншого, більш поширеного джерела рентгенівських променів у галактиці, активних галактичних ядер (AGN). Як і травлення Сарлака, АГН справді може тривати тисячі років. Це надмасивні чорні діри в центрі галактик, які тягнуться в навколишній газ і "випромінюють велику кількість випромінювання, включаючи рентгенівські промені", - пояснила Лін в публікації в блозі на веб-сайті Chandra. "Радіація від АГН не сильно відрізняється, оскільки газ, що їх оточує, поширюється в великих масштабах і може тривати десятки тисяч років".
На противагу цьому, ТДЕ відносно недовговічні і тривають лише кілька місяців. Під час TDE частина зоряного сміття викидається назовні з великою швидкістю, а решта падає у бік чорної діри. Під час подорожі всередину, яку споживає чорна діра, матеріал нагрівається до мільйонів градусів, створюючи виразний рентгенівський спалах.
XJ1500 + 0154 забезпечив надзвичайно довгу, яскраву фазу, що охоплює більше десяти років. Лін та його команда сказали, що одне пояснення може бути наймасовішою зіркою, яку коли-небудь було повністю розірвано під час TDE.
"Для того, щоб подія тривала так довго при такій яскравості, потрібно повне зривання відносно масивної зірки, приблизно вдвічі більше маси сонця", - писала Лін; однак, «зрив таких масивних зірок СМББ є малоймовірним, оскільки зірки, які є такою масою, є рідкісними у більшості галактик, якщо тільки галактика є молодою та активно утворює зірки, як у нашому випадку.
Отже, ще одне ймовірніше пояснення полягає в тому, що це перша TDE, яка спостерігається там, де менша зірка була повністю розірвана.
Лін також сказав, що ця подія має широке значення для фізики чорних дір.
"Для повного пояснення надвеликої тривалості нашої події потрібно застосувати нещодавні теоретичний прогрес у вивченні ТДЕ", - написав він. «В останні два роки кілька груп незалежно встановили, що після зриву зірки може пройти довгий час, щоб зіркові уламки осіли на накопичувальний диск і потрапили в SMBH. Тому подія може розвиватися набагато повільніше, ніж вважалося раніше ».
Крім того, дані рентгенівських променів також вказують на те, що випромінювання матеріалу, що оточує цю чорну діру, постійно перевершувало те, що називається границею Еддінгтона, яке визначається як баланс між зовнішнім тиском випромінювання від гарячого газу та внутрішньою тягою сили тяжіння чорної діри.
Побачення доказів такого швидкого зростання може допомогти астрономам зрозуміти, як надмасивні чорні діри змогли досягти маси приблизно в мільярд разів вище, ніж Сонце, коли Всесвіту було лише близько мільярда років.
"Ця подія показує, що чорні діри дійсно можуть зростати з надзвичайно високими темпами", - сказала співавтор Стефані Комоса з Нормального університету для національностей QianNan у місті Дуюн, Китай. "Це може допомогти зрозуміти, наскільки швидко виникли чорні діри".
Лін та його команда продовжуватимуть стежити за цією подією, і вони очікують, що яскравість рентгенівських променів зменшиться протягом наступних кількох років, що означає, що запас «їжі» для цього довгого обіду скоро споживається.
Для подальшого читання:
Папір: Вірогідна подія зриву припливу протягом десятиліть
Допис Ліна на веб-сайті Чандра
Прес-реліз Чандри
Додаткові зображення та інформація від Chandra
