24.6K
Астрономы впервые непосредственно наблюдали формирование и расширение быстро движущейся струи материала, выброшенного в момент, когда мощная гравитация сверхмассивной черной дыры разорвала звезду, которая подошла слишком близко к космическому монстру.
Ученые отслеживали это событие в паре сталкивающихся галактик Arp 299 в 150 миллионах световых лет от Земли с помощью радио- и инфракрасных телескопов. Центральная сверхмассивная черная дыра одной из галактик в 20 миллионов солнечных масс уничтожила звезду более чем в два раза превышающую Солнце, запустив цепочку событий, которая выявила важные детали сокрушительной встречи.
На текущий момент обнаружено лишь небольшое количество таких событий приливного разрушения, хотя ученые считают, что они могут быть более распространены. Теоретики предполагают, что материал, вырванный из обреченной звезды, образует вращающийся вокруг черной дыры диск, который испускает интенсивное рентгеновское излучение и видимый свет, а также порождает струи материала (джеты), выбрасываемые из полюсов диска со скоростью света. Но ученым еще не доводилось видеть «вживую» образование и эволюцию джетов.
Первые данные появились 30 января 2005 года, когда астрономы, используя телескоп Уильяма Гершеля на Канарских островах, обнаружили яркий всплеск инфракрасного излучения, исходящего из ядра одной из сталкивающихся галактик в Arp 299. 17 июля 2005 года VLBA показал еще один источник радиоизлучения из того же места. С течением времени новый объект оставался ярким в инфракрасных и радиоволнах, но не в видимом свете и рентгеновских лучах.
«Наиболее вероятным объяснением является то, что плотный межзвездный газ и пыль вблизи центра галактики поглощали рентгеновское излучение и видимый свет, а затем испускали его на инфракрасных длинах волн», – рассказывает Сеппо Маттила, соавтор исследования, представленного в журнале Science, из Университета Турку (Финляндия).
Продолжающиеся почти десятилетие наблюдения с радиотелескопами показали, что источник расширяется в одном направлении, а скорость движения материала в оттоке достигает четверти скорости света.
Открытие, как говорят ученые, стало неожиданностью. Первоначальный инфракрасный всплеск был обнаружен как часть проекта, направленного на обнаружение взрывов сверхновых в сталкивающихся галактических парах. Arp 299 оказался настоящей фабрикой сверхновых, и новый источник изначально считался таким взрывом. Только в 2011 году, через шесть лет после открытия, радиоизлучающая часть начала проявлять удлинение. Последующий мониторинг показал продолжающееся расширение, подтверждая, что то, что видят ученые, — это джет, а не сверхновая.
Большинство галактик cодержат сверхмассивные черные дыры в своих ядрах. В черной дыре настолько высока концентрация массы, что ее гравитационное притяжение удерживает даже свет. Однако в большинстве случаев эти сверхмассивные монстры «голодают», поэтому находятся в тихом состоянии и не выдают себя. События приливного разрушения предоставляют уникальную возможность ученым продвинуться в понимании формирования и эволюции джетов в окрестностях этих мощных объектов. Такие события, возможно, были более распространены в далекой Вселенной, поэтому их изучение может помочь в изучении среды, в которой галактики развивались миллиарды лет назад.