Черная дыра испускает самую яркую вспышку за всю историю — ярче, чем 10 триллионов солнц
Трудно представить себе основы существования черной дыры. От горизонтов событий до точек сингулярности и общего коллапса пространства-времени, как мы его понимаем, — список можно продолжать. Тем не менее, вам не нужно быть астрофизиком, чтобы понять масштаб космического события, недавно зафиксированного исследователями Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института.
С помощью Zwicky Transient Facility (ZTF) и Catalina Transient Survey в режиме реального времени. Команда ученых стала свидетелем того, как сверхмассивная черная дыра, примерно в 500 миллионов раз более массивная, чем Солнце, приготовила многомесячную трапезу из соседней звезды. В какой-то момент возникшая в результате вспышка черной дыры была в 30 раз ярче, чем любая подобная сцена за всю историю наблюдений, и излучала свет мощностью в 10 триллионов солнц. Активность активного ядра галактики (AGN) J2245+3743 подробно описана в исследовании, опубликованном 4 ноября в журнале Nature Astronomy.
“Это не похоже ни на одно из виденных нами когда-либо сверхновых”, — сказал в своем заявлении профессор астрономии Калифорнийского технологического института, научный сотрудник проекта ZTF и соавтор исследования Мэтью Грэм.
Увеличен в 40 раз
Грэм и его коллеги впервые заметили увеличение яркость от J2245+3743 2 апреля 2018 года. Однако первоначальное сканирование с помощью 200-дюймового телескопа Хейла Паломарской обсерватории не выявило ничего особенно странного. Но к 2023 году астрономы поняли, что вспышка затухает медленнее, чем прогнозировалось. Только после очередного сканирования спектра, проведенного обсерваторией У. М. Кека на Гавайях, они узнали, насколько яркой стала J2245+3743. В конечном счете астрономы наблюдали, как энергетическая вспышка AGN стала ярче в 40 раз.
Первоначально команда не была до конца уверена в том, что могло вызвать столь драматическую вспышку, и просмотрела список возможных вариантов. Они быстро определили, что наиболее очевидное объяснение – сверхновая – просто не подходит.
“Сверхновые недостаточно яркие, чтобы объяснить это», — объяснил соавтор исследования и астроном Городского университета Нью-Йорка К. Э. Саавик Форд. “Если преобразовать все наше Солнце в энергию, используя знаменитую формулу Альберта Эйнштейна E=mc2, то именно столько энергии выделилось из этой вспышки с тех пор, как мы начали ее наблюдать”.
48-дюймовый телескоп Сэмюэля Ошина в Паломаре. Обсерватория, где находится ZTF. Автор: Паломар/Калифорнийский технологический институт
Что такое приливное разрушение?
Грэм, Форд, и их команда в конце концов остановилась на нарушении приливного режима как на наиболее вероятном объяснении этой вспышки света. Также известное как TDE, событие приливного разрушения начинается, когда гигантское гравитационное притяжение сверхмассивной черной дыры притягивает ближайшую звезду. Затем черная дыра начинает высасывать энергию звезды, начиная свой путь по спирали неизбежной гибели. Но это не означает, что звезда постоянно сжимается после того, как ее захватывает AGN. Иногда передача энергии является улицей с двусторонним движением.
“Звезды такой массы встречаются редко, но мы думаем, что звезды в пределах диска сверхвысокой звездной системы могут увеличиваться в размерах. Вещество с диска попадает на звезды, заставляя их увеличиваться в массе”, — сказал Форд.
На сегодняшний день зарегистрировано около 100 случаев приливных разрушений, но в большинстве из них нет активного галактического ядра, подобного недавно наблюдавшемуся. J2245+3743. Это связано с тем, что окружающий активное галактическое ядро диск из питающего материала обычно скрывает любые излучения TDE даже от самых чувствительных инструментов обсерватории. В данном случае J2245+3743 был настолько гигантским, что его невозможно было не заметить.
Новый рекордсмен намного мощнее предыдущего TDE высшего уровня. Впервые наблюдавшаяся в апреле 2021 года звезда ZTF20abrbeie (по прозвищу “Страшная Барби”) была в конечном счете в 30 раз слабее J2245+3743 и представляла собой звезду, которая в 3-10 раз больше Солнца. Расположенная на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нас, J2245+3743 также является одной из старейших черных дыр, когда-либо наблюдавшихся, и возникла, когда Вселенная была сравнительно молодой.
Черная дыра замедленного действия
Учитывая все странности, которые сопровождают с точки зрения черной дыры, астрономы технически наблюдают за происходящим как в замедленной съемке.
“Это явление называется космологическим замедлением времени из-за растяжения пространства и времени. По мере того как свет проходит через расширяющееся пространство, чтобы достичь нас, его длина волны увеличивается, как и само время», — сказал Грэм. “Семь лет здесь — это два года там. Мы наблюдаем, как это событие воспроизводится с удвоенной скоростью. ”
Хотя J2245+3743 сейчас является рекордсменом по ярчайшей вспышке черной дыры, которую когда-либо видели, астрономы говорят, что ее первое место может быть недолговечным. Несмотря на всю свою мощь, они подозревают, что подобные события происходят по всей Вселенной в любой момент времени. Только следя за небом, они смогут найти достойных конкурентов.
Что касается J2245+3743, то он еще не совсем закончил свою звездную закуску. Даже по прошествии двух лет, поток излучения в галактике AGN по-прежнему остается на две звездные величины выше уровня, существовавшего до вспышки.
Другие статьи: