Анимация, изображающая звезду, испытывающую спагеттификацию, когда ее засасывает сверхмассивная черная дыра во время «приливного разрушения».

Популярное заблуждение, что черные дыры ведут себя как космические пылесосы, жадно всасывая любую материю из своего окружения. В действительности, только то, что выходит за горизонт событий, включая свет, поглощается и не может убежать, хотя черные дыры также являются грязными пожирателями. Это означает, что часть вещества объекта действительно выбрасывается мощной струей.

Если этот объект является звездой, процесс измельчения (или «спагеттификации») мощными гравитационными силами черной дыры происходит за пределами горизонта событий, и часть первоначальной массы звезды резко выбрасывается наружу. Это, в свою очередь, может формировать вращающееся кольцо материи (он же аккреционный диск) вокруг черной дыры, излучающей мощные рентгеновские лучи и видимый свет. Эти джеты — один из способов, с помощью которого астрономы могут косвенно сделать вывод о наличии черной дыры. Теперь астрономы зафиксировали последнюю агонию звезды, разорванной сверхмассивной черной дырой именно в таком «событие срыва приливов и отливов«(TDE), описанный в новая бумага опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Идея черной дыры,« втягивающей »ближайшую звезду, звучит как научная фантастика. Но именно это и происходит во время приливного срыва», сказал соавтор Мэтт Николл Университета Бирмингема. «Мы смогли подробно изучить, что происходит, когда такое чудовище съедает звезду».

«Событие приливного разрушения является результатом разрушения звезды, которая отклоняется слишком близко к сверхмассивной черной дыре», сказал Эдо Бергер из Центра астрофизики Гарвардского университета, еще один соавтор. «В этом случае звезда была разорвана на части, примерно половина ее массы питалась — или аккрецировалась — в черную дыру, в миллион раз превышающую массу Солнца, а другая половина была выброшена наружу».

Читайте также:
В другой день обнаружилась еще одна уязвимость Zoom…

Смерть от приливных сил

Понятие бытия «спагеттифицированный«после падения в черную дыру было популяризировано в бестселлере Стивена Хокинга 1988 года, Краткая история времени. Хокинг вообразил несчастного астронавта, который пролетел за горизонт событий и оказался бы подверженным интенсивному гравитационному градиенту черной дыры. (Гравитационный градиент — это разница в силе силы тяжести в зависимости от ориентации объекта.)

Если, например, космонавт упадет ногами, сила тяги будет сильнее, чем на голове. Приливные силы черной дыры растягивали астронавта по вертикали и сжимали его по горизонтали до тех пор, пока он не стал похож на спагетти. С точки зрения физики, это та же самая причина, по которой Земля испытывает приливы: гравитационное притяжение Луны притягивает океаны в одну сторону и сглаживает их в другую сторону. По крайней мере, это будет быстро; весь процесс будет происходить менее чем за секунду.

Представление художника о звезде, разрушенной мощной гравитацией сверхмассивной черной дыры.
Увеличить / Представление художника о звезде, разрушенной мощной гравитацией сверхмассивной черной дыры.

ESO / М. Ножи для зерна

Все это чисто гипотетически, предметом различных мысленных экспериментов. Но в масштабе звезд и галактик своего рода спагеттификация — реальное явление, хотя и происходит за пределами горизонта событий черной дыры, а не внутри. Эти приливные сбои, вероятно, довольно распространены в нашей Вселенной, хотя на сегодняшний день обнаружены лишь некоторые из них.

Например, в 2018 году астрономы объявили первое прямое изображение последствия того, что звезда была разорвана черной дырой, в 20 миллионов раз более массивной, чем наше Солнце, в паре сталкивающихся галактик под названием Arp 299 примерно в 150 миллионах световых лет от Земли. Они использовали комбинацию радио- и инфракрасных телескопов, в том числе систему очень длинной базы (VLBA), чтобы проследить за конкретным образованием и расширением струи материи, выброшенной вслед за звездой, разрываемой сверхмассивной черной дырой в центре одна из сталкивающихся галактик.

Читайте также:
Это лучшие чехлы и аксессуары для iPhone SE, доступные сейчас

Однако эти мощные вспышки света часто скрыты за завесой из межзвездной пыли и обломков, что затрудняет их более подробное изучение астрономами. Это последнее событие (получившее название AT 2019qiz) было обнаружено вскоре после того, как звезда была разорвана на куски в прошлом году, что упростило его детальное изучение, до того как полностью сформировалась завеса из пыли и мусора. В течение следующих шести месяцев астрономы проводили дополнительные наблюдения за электромагнитным спектром с использованием нескольких телескопов по всему миру, включая Очень большой телескоп (VLT) массив и Телескоп новой технологии (NTT), оба расположены в Чили.

«Поскольку мы поймали его рано, мы действительно могли видеть, как поднимается завеса из пыли и мусора, когда черная дыра запускает мощный поток материала со скоростью до 10 000 км / с», сказала соавтор Катя Александр Северо-Западного университета. «Это уникальный« заглянуть за занавес », который предоставил первую возможность точно определить происхождение материала, затемняющего свет, и проследить в реальном времени, как он охватывает черную дыру».

По словам Бергера, эти наблюдения являются первым прямым доказательством того, что истекающий газ во время разрушения и аккреции производит мощные оптические и радиоизлучения, наблюдавшиеся ранее. «До сих пор природа этих выбросов сильно обсуждалась, но здесь мы видим, что два режима связаны посредством единого процесса», — сказал он.

DOI: Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 2020. 10.1093 / mnras / staa2824 (О DOI).

Читайте также:
Ограниченная серия OnePlus 8T "Cyberpunk 2077" анонсирована в Китае - предварительная продажа начнется 4 ноября.

Изображение листинга: ESO / M. Корнмессер