Гігантська чорна діра знищила масивну зірку

Астрономи розкривають подробиці масивної зірки ASASSN-14li, поглиненої чорною дірою, кидаючи виклик попереднім теоріям і натякаючи на нові методи дослідження космосу. Дослідники завершили комплексне судово-медичне дослідження зірки, яка була розрізана на частини, коли наважилася підійти занадто близько до гігантської чорної діри, а потім її нутрощі викинуло в космос.

Рентгенівська обсерваторія NASA Chandra та XMM-Newton ESA дослідили кількість азоту та вуглецю поблизу чорної діри, яка, як відомо, розірвала зірку. Астрономи вважають, що ці елементи були створені всередині зірки до того, як її розірвало на частини, коли вона наближалася до чорної діри.

«Ми бачимо сутність того, що раніше було зіркою», — сказав Джон Міллер з Мічиганського університету, який керував дослідженням. «Елементи, що залишилися позаду, є підказками, за якими ми можемо слідувати, щоб з’ясувати, яка зірка загинула».

Ілюстрація цього художника зображує наслідки «події припливного зриву» (TDE) під назвою ASASSN-14li, коли зірка була розбита на частини після надто близького наближення до надмасивної чорної діри. Після того, як зірка була розірвана на частини, частина її газу (червоний) обертався навколо неї та впав у чорну діру, тоді як частина газу була вигнана вітром (синій). Авторство: NASA/CXC/Мічиганський університет/Дж. Міллер та ін.; Ілюстрація: NASA/CXC/M.Weiss

Припливні зриви: ближчий погляд

Останніми роками астрономи знайшли багато прикладів «приливних зривів», коли гравітаційні сили масивної чорної діри руйнують зірку. Це викликає спалах, який часто спостерігається в оптичному та ультрафіолетовому світлі та рентгенівських променях, оскільки уламки зірки нагріваються. Ця подія під назвою ASASSN-14li виділяється з кількох причин.

На момент відкриття в листопаді 2014 року це був найближчий до Землі припливний зрив (290 мільйонів світлових років), виявлений приблизно за десятиліття. Через таку близькість ASASSN-14li надав надзвичайний рівень деталей про знищену зірку. Команда Міллера застосувала нові теоретичні моделі, щоб зробити кращі оцінки, порівняно з попередньою роботою, кількості азоту та вуглецю навколо чорної діри.

Ця анімація ілюструє, що відбувається, коли нещаслива зірка наближається занадто близько до чорної діри-монстра. Гравітаційні сили створюють інтенсивні припливи, які розбивають зірку на потік газу. Задня частина потоку виходить із системи, тоді як провідна частина обертається назад, оточуючи чорну діру диском уламків. Це катастрофічне явище називається подією припливу. Авторство зображення: Центр космічних польотів імені Годдарда НАСА/Кріс Сміт (USRA/GESTAR)

Тому зірка в ASASSN-14li є однією з наймасивніших — і, мабуть, наймасивніших — тих, які астрономи бачили розірваними на частини чорною дірою на сьогоднішній день.

Значення ASASSN-14li

«ASASSN-14li є захоплюючим, тому що одна з найскладніших речей у зв’язку з припливними зривами — це можливість виміряти масу нещасливої ​​зірки, як ми зробили тут», — сказав співавтор Енріко Рамірес-Руїс з Каліфорнійського університету в Санта-Крус. . «Спостереження за руйнуванням масивної зірки надмасивною чорною дірою зачаровує, тому що більш масивні зірки, як очікується, будуть значно рідше зустрічатися, ніж зірки меншої маси».

Раніше цього року інша команда астрономів повідомила про подію «Страшна Барбі», коли, за їхніми оцінками, зірка, маса якої приблизно в 14 разів перевищує масу Сонця, була знищена чорною дірою. Однак це ще не було підтверджено як приливний зрив, оскільки оцінка маси зірки в основному базується на яскравості спалаху, а не на детальному аналізі матеріалу навколо чорної діри, як у випадку з ASASSN-14li.

Ще один захоплюючий аспект результату ASASSN-14li полягає в тому, що це означає для майбутніх досліджень. Астрономи бачили помірно масивні зірки, такі як ASASSN-14li, у зоряному скупченні, яке містить надмасивну чорну діру в центрі нашої галактики. Таким чином, здатність оцінювати зоряні маси зірок, які зруйновані припливами, потенційно дає астрономам спосіб визначити наявність зоряних скупчень навколо надмасивних чорних дір у більш віддалених галактиках.

До цього дослідження існувала велика ймовірність того, що елементи, які спостерігаються в рентгенівських променях, могли походити від газу, який вивільнявся під час попередніх вивержень із надмасивної чорної діри. Проте проаналізована тут структура елементів, здається, походить від однієї зірки.

У попередній роботі, опублікованій у 2017 році Ченві Яном з Університету науки та технологій у Хефеї, Китай, використовували дані ультрафіолетового випромінювання з космічного телескопа Хаббла NASA, щоб показати, що в ASASSN-14li міститься більше азоту, ніж вуглецю, але в меншій кількості, ніж у Міллера. команда виявила за допомогою рентгенівських даних. Ці автори виявили, що ця зірка лише в 0,6 раза перевищує масу Сонця. Джерело