Ученые обнаружили самую большую вспышку черной дыры, когда-либо замеченную, с мощностью 10 триллионов солнц
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Астрономы заметили самую большую вспышку, когда-либо замеченную вокруг черной дыры, которая также является самой отдаленной вспышкой такого типа, когда-либо обнаруженной.
Обнаруженная с помощью Zwicky Transient Facility (ZTF), вспышка извергалась из сверхмассивной черной дыры в центре активного галактического ядра (AGN), обозначенного J2245 + 3743 и расположенного в центре галактики на расстоянии 10 миллиардов световых лет от Земли.
Сверхмассивная черная дыра в J2245+3743 питается окружающим газом и пылью, кружащейся вокруг нее в сплющенном облаке, называемом аккреционным диском, но эта вспышка на самом деле является результатом чего-то другого: необычно массивная звезда, идущая слишком близко к черной дыре, которая имеет массу в 500 миллионов раз больше, чем Солнце.Огромное гравитационное влияние черной дыры разрывает звезду, и ее звездные останки подаются этому космическому титану — явление, которое ученые называют приливным событием разрушения, или TDE.
«Это не похоже ни на один AGN, который мы когда-либо видели», — сказал в своем заявлении Мэтью Грэм, руководитель команды Калифорнийского технологического института (Caltech) и ученый ZTF. — «Энергетика показывает, что этот объект очень далеко и очень яркий».
Вспышка была впервые замечена в 2018 году ZTF, астрономы наблюдали, как она сияла в 40 раз в течение нескольких месяцев. На пике вспышка была в 30 раз ярче, чем любая предыдущая вспышка черной дыры, излучая столько же энергии, сколько 10 триллионов солнц. Предыдущим самым мощным TDE было событие по прозвищу «Страшная Барби», которое происходит от его официального обозначения ZTF20abrbeie.
«Если вы преобразуете все наше Солнце в энергию, используя знаменитую формулу Альберта Эйнштейна E = mc^2, то именно столько энергии изливается из этой вспышки с тех пор, как мы начали наблюдать ее», — сказал К. Э. Саавик Форд, член команды и исследователь Высшего центра Городского университета Нью-Йорка (CUNY).
Эта вспышка черной дыры продолжает исчезать, и это указывает исследователям, что она все еще поглощает несчастную звезду, которая оказалась слишком близко к ней, которая, по оценкам, имела начальную массу в 30 раз больше, чем у Солнца (для сравнения, звезда, пожираемая в событии Страшной Барби, как полагают, имеет всего в три-10 раз больше массы Солнца).
Как красочно выразился Грэм, продолжающаяся природа вспышки в J2245 + 3743 сродни «рыбе, только на полпути вниз по глотке кита».
Помогая команде продолжать изучать эту вспышку, мы видим, что гравитация, окружающая сверхмассивные черные дыры, настолько велика, что само время течет медленнее, когда вы приближаетесь к внешней границе захвата света или «горизонту событий».
«Это явление называется космологическим замедлением времени из-за растяжения пространства и времени. По мере того, как свет перемещается по расширяющемуся пространству, чтобы достичь нас, его длина волны растягивается, как и само время, — сказал Грэм. — Семь лет здесь — два года там. Мы наблюдаем, как событие воспроизводится с четвертью скорости».
Эффект замедления времени является именно тем, почему долгосрочные исследования, подобные тем, которые проводятся ZTF, так полезны.
Вспышка J2245+3743 представляет научный интерес по другой причине. Астрономы заметили около 100 TDE до сих пор, и большинство из них не произошло в AGN. Это может быть связано с тем, что естественная активность сверхмассивных черных дыр и выбросы, которые исходят от аккреционного диска вокруг них, могут маскировать TDE. Это делает TDE вокруг уже питающих черных дыр более жесткими для обнаружения, чем те, которые связаны с тихими не питающими сверхмассивными черными дырами. Но огромный размер J2245+3743 сделал его более заметным, чем большинство TDE на основе AGN.
Тем не менее, эта вспышка черной дыры не сразу представилась как нечто особенное для команды. Только в 2023 году, через пять лет после того, как она была первоначально замечена, данные обсерватории У. М. Кека на Гавайях показали чрезвычайно энергичную природу этой вспышки.
Сначала также было важно установить, что этот экстремальный объект был действительно таким ярким и с энергией, убегающей во всех направлениях, а не просто направленной прямо на Землю. Команда исключила эту возможность, используя данные отставного широкоугольного инфракрасного обзорного исследователя НАСА (WISE).
Команда также исключила массивный взрыв сверхновой в качестве причины этой вспышки, тем самым подтвердив, что это самая яркая вспышка черной дыры, когда-либо обнаруженная, и указав, что она представляет собой TDE с участием исключительно массивной звезды.
«Суперновы недостаточно яркие, чтобы объяснить это. Звезды такой массы редки, но мы думаем, что звезды внутри диска AGN могут расти больше, — сказал Форд. — Материя с диска сбрасывается на звезды, заставляя их расти в массе».
Открытие этой мощной вспышки указывает на то, что такие события могут происходить по всему космосу, просто ожидая, чтобы их обнаружили. Команда продолжит возвращаться через ZTF в поисках аналогичных событий, ожидая данных из обсерватории Веры С. Рубина, которая также может найти обычно мощные TDE.
«Мы бы никогда не нашли это редкое событие, если бы не ZTF, — заключил Грэм. — Мы наблюдаем за небом с ZTF уже семь лет, поэтому, когда мы видим что-то вспыхивает или меняется, мы можем видеть, что он сделал в прошлом и как он будет развиваться».
Исследование было опубликовано во вторник (4 ноября) в журнале Nature Astronomy.
