Черные дыры, скрывающиеся во тьме космоса, печально известны тем, что разрывают на части звезды, подошедшие слишком близко, а затем пожирают их. Но у астрономов было лишь рудиментарное представление об этом драматическом процессе.
Новое исследование проливает свет. Астрономы обнаружили потоки звездной материи, которые полностью вращаются вокруг нее черные дыры И они столкнулись сами с собой. Такие столкновения долгое время были теоретическими, но новые наблюдения впервые позволяют прямо взглянуть на ранние стадии формирования дисков вокруг черных дыр.
«Это замечательный результат», — сказал Дирадж Пашам, научный сотрудник Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института, который не участвовал в новом исследовании. Подобные исследования «открывают новое окно в физику, подробно описывая, как именно разрушается сверхмассивная черная дыра». звезда. «
Связанный: Черная дыра «извергает» звезду-«макаронину», которую она поглотила много лет назад
Черные дыры видны только тогда, когда они пожирать ближайшие звезды, поэтому астрономы отслеживают то, что они называют приливным разрушением (TDE), которое описывает звезду, разрываемую на части черной дырой. Очень горячий материал искажающейся звезды образует диск вокруг черной дыры и излучает характерный свет, который могут обнаружить оптические, рентгеновские и радиотелескопы, что является для астрономов единственным способом узнать о существовании черной дыры.
несмотря на оптический свет Он показывает Вселенную в цветах, которые может видеть человеческий глаз — судя по аккреционным дискам, зарегистрированным давно, его происхождение — «большая загадка», — сказал ученый Даченг Линь из Северо-восточного университета, который не участвовал в новом исследовании. В частности, астрономам было трудно различить, исходит ли свет от звездного вещества на стадии формирования диска или на стадии поглощения черной дырой.
Теперь команда, изучающая TDE под названием AT 2020mot, нашла убедительные доказательства более ранней теории. Он находится на расстоянии более 900 миллионов световых лет от нас. Земля В галактике под названием WISEA J003113.52+850031.8 Гигантская черная дыра — примерно в 3,6 миллиона раз массивнее нашего Солнца — неудачный убийца звезд. Оба были Замечено в 2020 году (Откроется в новой вкладке) Это еще не было названо. Исследователи говорят, что разрушенная звезда излучает мощное оптическое излучение благодаря многочисленным потокам ее материи, которые вращались вокруг черной дыры и сталкивались сами с собой.
«Мы ожидаем, что поток будет медленно вращаться и, по сути, станет аккреционным диском. В конце концов он будет поглощен черной дырой», — сказал Яннис Людакис, исследователь из Финского астрономического центра Европейской южной обсерватории и ведущий автор нового исследования. Стади. «Накопление дисков — это всего лишь промежуточный шаг».
Команда Лиодакиса подсчитала, что джетам потребовалось 43 земных дня, чтобы облететь черную дыру и столкнуться. Такие события не редкость и на самом деле ожидаются после разрушения звезд и во время образования аккреционных дисков.
«Ожидается, что как только происходят текущие столкновения, это то, что запускает процесс формирования диска», — сказал Фуля Кироглу, аспирант Северо-Западного университета, который не участвовал в последнем исследовании.
Ее исследование ранее показало, что черные дыры среднего размера поглощают звезды, как грязные маленькие дети, поедая часть звездного материала и выбрасывая остальное. «Я думаю, что здесь мы должны предвидеть классический сценарий, когда примерно половина звезды связана с черной дырой, а другая половина выброшена в бесконечность», — сказал Кироглу.
Команда, стоящая за последним исследованием, также рассчитала поляризацию обнаруженного света. (Поляризованный свет характеризуется волнами, которые колеблются в одном и том же направлении, а не в разных случайных направлениях, как это делает «нормальный» свет.) К удивлению команды, свет был необычайно поляризован (25%). Это намного выше, чем 2%, обнаруженные в нескольких предыдущих исследованиях, посвященных аккреционным таблеткам в других местах США. Вселенная.
Связанный: Сверхмассивные черные дыры: теория, свойства и формирование
Открытие важно, потому что низкие значения поляризации можно объяснить различными другими процессами, но «во Вселенной очень мало вещей, которые могут производить сильно поляризованный свет», — сказал Лиудакис.
Одной из таких вещей является файл относительная струя Он вылетает из черной дыры, перемещая материал вокруг черной дыры и время от времени извергая его в окружающее пространство. Итак, исследовательская группа использовала матрицу Карла Г., но ничего не смогла обнаружить. Вместо этого модели команды показывают, что удары от столкновения нескольких потоков звездного материала ответственны за сильно поляризованный свет, пишут исследователи в новом исследовании.
Точно так же, как некоторые солнцезащитные очки поляризуют солнечный свет, фильтруя часть его, чтобы уменьшить блики, свет поляризуется, когда он излучается в намагниченные карманы пространства. вокруг черной дыры, изучаемой в новой статье, прерывистое магнитное поле звезды могло заставить частицы достаточно ускориться, чтобы излучать Синхротронное излучение, что естественно поляризовано для больших количеств, обнаруженных командой. В качестве альтернативы, само магнитное поле может быть «растянуто вдоль тока», что приводит к высокой поляризации, сказал Лиудакис.
Новое исследование является одним из немногих, в котором измеряется поляризация оптического света от аккреционных дисков, поэтому необходимы дополнительные наблюдения и компьютерное моделирование, чтобы понять, какой из двух сценариев отвечает за поляризованный свет, а также насколько он редок.
«Это очень интересно, потому что предполагает, что реальность может быть более сложной, чем мы думали», — сказал Гиоргос Лилудас, ученый, изучающий TDE в Национальном аэрокосмическом институте Технического университета Дании, который не участвовал в последнем исследовании. . «Может быть несколько способов вызвать возрождение с помощью приливных волнений».
На данный момент «мотоцикл AT 2020 года кажется скорее исключением, чем правилом», — сказал он.
в Новое исследование Опубликовано в четверг (11 мая) в журнале Science.
Подпишитесь на Шармилу Котонур в Твиттере @сотрудник (Откроется в новой вкладке). Подписывайтесь на нас @сотрудник (Откроется в новой вкладке)или в Фейсбук (Откроется в новой вкладке) И Инстаграм (Откроется в новой вкладке).
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Ученые раскрыли секреты потери морских звезд и возобновления роста конечностей
Комплексное мероприятие сообщества людей с деменцией в Ратуте, посвященное Всемирному месяцу борьбы с болезнью Альцгеймера.
Новое исследование массивного надвига предполагает, что следующее большое землетрясение может быть неизбежным