9 сентября 2018 года астрономы заметили вспышку в галактике на расстоянии 860 миллионов световых лет от нас. Источником была сверхмассивная черная дыра, вес которой примерно в 50 миллионов раз превышающая массу Солнца. Обычно тихий, гравитационный гигант внезапно проснулся, чтобы поглотить проходящую звезду в редком случае, известном как событие приливного разрушения. Когда звездный мусор упал на черную дыру, он высвободил огромное количество энергии в виде света.
Исследователи из Массачусетского технологического института, Европейской южной обсерватории и других организаций использовали несколько телескопов, чтобы наблюдать за событием, обозначенным AT2018fyk. К своему удивлению, они заметили, что когда сверхмассивная черная дыра поглотила звезду, она проявляла свойства, аналогичные свойствам гораздо меньших черных дыр звездной массы. Результаты, опубликованные в Astrophysical Journal, предполагают, что аккреция или то, как черные дыры развиваются по мере поглощения материала, не зависят от их размера.
Когда небольшие черные дыры звездной массы (с массой примерно в 10 раз превышающей массу нашего Солнца), излучают вспышку света, это часто является реакцией на приток вещества от звезды-компаньона. Этот выброс излучения вызывает особую эволюцию области вокруг черной дыры. Из состояния покоя черная дыра переходит в "мягкую" фазу, в которой преобладает аккреционный диск, когда звездное вещество втягивается в черную дыру. По мере того, как количество поступающего материала уменьшается, он снова переходит в "жесткую" фазу, где берет верх раскаленная добела корона. Черная дыра в конечном итоге снова переходит в устойчивое состояние покоя, и весь этот цикл аккреции может длиться от нескольких недель до месяцев.
Физики наблюдали этот характерный цикл аккреции в множественных черных дырах звездных масс в течение нескольких десятилетий. Но считалось, что для сверхмассивных черных дыр этот процесс займет слишком много времени, чтобы полностью захватить их, поскольку эти голиафы обычно являются травоядными животными, медленно питаясь газом в центральных областях галактики.
Но все изменилось в сентябре 2018 года, когда система All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) зафиксировала сигналы внезапной вспышки. Впоследствии ученые определили, что вспышка была результатом приливного разрушения сверхмассивной черной дыры, которую они назвали TDE AT2018fyk. Ученые быстро отреагировали на событие, и смогли направить несколько телескопов, каждый из которых был обучен различать различные полосы ультрафиолетового и рентгеновского спектра.
По оценкам исследователей, черная дыра разрушила звезду размером с наше Солнце. В процессе она создала огромный аккреционный диск, шириной около 12 миллиардов километров и испустил газ, температура которого, по их оценкам, составляет более 70 000 градусов по Фаренгейту. Когда диск стал слабее и менее ярким, корона компактных высокоэнергетических рентгеновских лучей стала доминирующей фазой вокруг черной дыры, прежде чем в конечном итоге исчезнуть.
Помимо демонстрации того, что черные дыры переживают аккрецию одинаково, независимо от их размера, результаты представляют лишь второй раз, когда ученые зафиксировали формирование короны от начала до конца.
Читать TechDigest в Google
