Астрономы впервые увидели, как черная дыра начала разрывать звезду

Астрофизики впервые полностью проследили за тем, как черная дыра разрывает на части звезду, "пережевывает" ее останки и "выплевывает" их в космос. Фотографии и выводы ученых были опубликованы в журнале Science.

"Нам раньше никогда не удавалось увидеть то, как формируется этот выброс. Большую часть времени сверхмассивные черные дыры никого не разрывают и остаются практически невидимыми для нас. Фактически у нас появился уникальный шанс понять, что происходит в окрестностях черной дыры во время подобных "разрывов", — заявил Мигель Перез-Торрес (Miguel Perez-Torres), астрофизик из Астрофизического института Андалусии в Гранаде (Испания).

Считается, что в центре большинства массивных галактик существует по крайней мере одна сверхмассивная черная дыра. Причины образования этих объектов пока не совсем ясны. Наблюдения за искривлением пространства вокруг них позволяют говорить о том, что типичная масса сверхмассивных черных дыр находится в диапазоне от миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца.

Перез-Торрес и его коллеги уже несколько десятилетий наблюдают за тем, как сверхмассивные черные дыры в далеких от нас галактиках разрывают на части и "поедают" сближающиеся с ними звезды, пытаясь понять по их предсмертному световому "крику", что окружает подобные черные дыры и как они уничтожают светила.

До настоящего времени, отмечает ученый, его команде не удалось заставать черные дыры на первых фазах их "трапезы", когда они уже начали разрушать звезду, но еще не начали "поедать" ее останки и выбрасывать "объедки" в виде джетов — узких пучков плазмы, разогнанной до околосветовых скоростей.

Только в январе 2005 года, после многих лет поисков, ученым улыбнулась удача: инфракрасный телескоп WHT, наблюдавший за ночным небом Северного полушария на Гавайских островах, зафиксировал вспышку тепла в ядре галактики Arp 299, расположенной в созвездии Большой Медведицы на расстоянии в 150 миллионов световых лет от Земли.

Эта галактика, как отмечают ученые, возникла в недавнем прошлом в результате столкновения двух самостоятельных "звездных мегаполисов", IC 694 и NGC 3690. Их слияние привело к тому, что весь газ и в той, и в другой галактике был "взболтан", что привело к рождению тысяч новых звезд и дестабилизации орбит старых светил.

Часть из новорожденных и старых звезд, как рассказывает Перез-Торрес, оказалась в опасной близости от сверхмассивной черной дыры массой в 20 миллионов Солнц, живущей в центре Arp 299. Одна из таких звезд, чья масса была выше солнечной примерно в четыре-шесть раз, встретила свою судьбу примерно 150 миллионов лет назад, в эпоху динозавров. Мы увидели следы этого катаклизма только 13 лет назад из-за огромного расстояния между Млечным Путем и Arp 299.

Анализ фотографий и данных, собранных в это время, помог астрофизикам раскрыть несколько интересных особенностей "диеты" крупных черных дыр. К примеру, они обнаружили, что материя ее "плевка" разогнана до четверти скорости света, подтвердили, что он имеет узкую конусообразную форму и вычислили положение той точки, где рождается джет. 

В общей сложности за время "трапезы" черная дыра выработала больше света и других форм излучения, чем вырабатывает примерно миллион звезд, похожих на Солнце, за все время своей жизни или же десять мощных сверхновых.

Эти данные, как надеются астрофизики, помогут другим ученым понять, что именно разгоняет материю джета и почему часть сверхмассивных черных дыр постоянно выбрасывает подобные пучки плазмы, а другие, подобные дыре в Arp 299 или в центре Млечного Пути, ведут себя относительно спокойно.