Астрономы увидели “эхо” звезды, съеденной черной дырой

Астрофизики впервые увидели световое “эхо” того, как черная дыра разрывает сближающиеся с ней звезды и поглощает их останки. Изучение этого явления поможет понять, как много пыли окружает самые темные объекты Вселенной, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

“Нам впервые удалось увидеть тепловое “эхо” сразу нескольких событий такого рода. Мы выяснили, что черная дыра “выела” и уничтожила все, что находится между ней и окружающей ее сферической оболочкой из пыли. Образно говоря, она очистила свою “комнату”, выжигая все вокруг при помощи огнемета”, — заявил Шурт ван Велзен из университета Джона Гопкинса в Балтиморе (США).

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.

Ван Велзен и его коллеги уже несколько лет наблюдают за тем, как сверхмассивные черные дыры в далеких 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.

В прошлом году ван Велзену и его коллегам удалось впервые показать, что подобный разрыв звезды приводит не только к вспышкам в рентгеновском и оптическом диапазонах, но и в радиообласти. Это открытие навело их на мысль, что в окрестностях черной дыры присутствует нечто, что поглощает рентген и ультрафиолет и переизлучает их в виде радиоволн.

Руководствуясь этой идеей, ван Велзен и его коллеги решили проверить, что еще может возникнуть в момент пожирания звезды черной дырой, изучив архивные снимки с инфракрасного телескопа WISE, следившего за центрами нескольких тысяч галактик во время холодной фазы своей работы.

Идея авторов статьи заключалась в предположении, что черную дыру может окружать своеобразное кольцо или сфера из пыли, удаленная от нее на несколько триллионов километров. Она поглощает рентген и ультрафиолет и затем постепенно излучает их на протяжении нескольких месяцев или даже лет в виде волн инфракрасного излучения.

Пытаясь найти подобное световое “эхо”, ван Велзен и его коллеги проанализировали снимки тех черных дыр, которые недавно разрывали звезды. По словам астрономов, им удалось найти три объекта, от которых исходил мощный поток теплового излучения на тех длинах волн, которые предсказывались теоретическими расчетами.

Само обнаружение этого излучения и его высокая сила, в 10 раз превышающая тепловое свечение самой черной дыры, говорит о том, что большинство сверхмассивных черных дыр в центрах галактик окружает довольно толстая и “дырчатая” сфера из пыли, внешняя граница которой удалена от сингулярности на 0,3 световых года (3 триллиона километров).

Эта сфера и вырабатываемое ей “эхо”, как считают ученые, является ценным научным инструментом, который позволит астрономам вычислять, как много энергии выделяется в момент уничтожения звезды черной дырой, и раскрыть многие другие секреты жизни этих “темных” объектов.