Ще в березні 2021 року було помічено, що у зірки в галактиці за 250 мільйонів світлових років від нас був, справді дуже поганий день.
Ось він і займався своїми справами, коли його затягнуло в гравітаційний колодязь надмасивної чорної діри й розірвало на шматки. Ми знаємо про це, оскільки кілька телескопів помітили це з Землі, коли світло від події спалахнуло по всьому Всесвіту.
Це п’ята найближча подібна подія – відома як подія приливного зриву – з коли-небудь зафіксованих, і велика кількість отриманих даних може допомогти вченим краще зрозуміти, як чорні діри «харчуються».
«Порушення припливів і відпливів — це свого роду космічна лабораторія», — каже астроном Суві Гезарі з Наукового інституту космічного телескопа. «Вони є нашим вікном у живлення в реальному часі масивної чорної діри, що ховається в центрі галактики».
Приливні зриви трапляються досить рідко, але ми бачили їх достатньо, щоб мати досить детальне розуміння того, що відбувається, коли зірка наближається надто близько до чорної діри. Коли зірка потрапляє в гравітаційне поле чорної діри, приливні сили розтягують і тягнуть її до такої міри, що вона розпадається (це частина «зриву»).
Потім кишки розчленованої зірки хаотично обтікають чорну діру, стикаючись із собою та створюючи поштовхи, які світяться різними довжинами хвиль. Цей процес не відбувається миттєво, а може тривати тижні або місяці, коли чорна діра пожирає уламки зірок.
Уламки утворюють орбітальний диск навколо чорної діри, падають (або «зростаються») на неї з внутрішнього краю. Коли матеріал падає на чорну діру, між внутрішнім краєм акреційного диска та горизонтом подій чорної діри може утворюватися структура, яка називається короною.
Це область гарячих електронів, які, як вважають, живляться від магнітного поля чорної діри, яке діє як синхротрон, прискорюючи електрони до таких високих енергій, що вони яскраво сяють у рентгенівських променях.
Тоді потужні струмені плазми вилітають із полярних областей чорної діри, викидаючи матеріал корони в протилежних напрямках, іноді майже зі швидкістю світла. Вважається, що ці астрофізичні струмені утворюються, коли речовина прискорюється вздовж ліній магнітного поля поза горизонтом подій чорної діри; коли він досягає полюсів, він вибухає.
Корони та струмені спостерігаються не для всіх приливних подій, але коли вони трапляються, їх зазвичай видно разом. Тож, коли 1 березня 2021 року Цвіккі Транзиент Facility зафіксував яскравий спалах приливного зриву, який згодом отримав назву AT2021ehb, NASA направило свої рентгенівські обсерваторії NICER і обсерваторію Свіфт (рентгенівські, гамма-промені та ультрафіолетове випромінювання) для спостережень. еволюція події в надії зловити щось цікаве. Пізніше, через 300 днів після виявлення Цвікі, рентгенівська обсерваторія NuSTAR приєдналася до веселощів.
Рентгенівське, ультрафіолетове, оптичне та радіопромені, що випромінювалися від події протягом 430 днів, показали, що винуватцем була чорна діра, яка приблизно в 10 мільйонів разів перевищує масу Сонця. Поки що нормально.
Але щось було дивне. Жодна з обсерваторій не виявила жодних натяків на реактивні літаки. Проте спостереження NuSTAR виявили наявність корони. І ця дивна розбіжність, кажуть вчені, надзвичайно хвилює.
«Ми ніколи не бачили подій приливного зриву з подібним рентгенівським випромінюванням без присутності струменя, і це справді вражаюче, тому що це означає, що ми потенційно можемо роз’єднати, що викликає джети, а що — корони», — каже астроном Юхан Яо з Каліфорнійського технологічного інституту.
«Наші спостереження за AT2021ehb узгоджуються з ідеєю про те, що магнітні поля якось пов’язані з тим, як формується корона, і ми хочемо знати, що спричиняє таке сильне магнітне поле».
Такі мішені, як AT2021ehb, є чудовими лабораторіями для вивчення формування та еволюції акреційних дисків і корон у реальному часі; а де один, може бути більше. Дослідники сподіваються, що в майбутньому вони зможуть знайти більше подібних приливних подій, що призведе до відповідей про роль магнітних полів у формуванні корон і струменів.
Поганий день для зірки 250 мільйонів років тому закінчився дуже, дуже хорошим днем для астрономів.
