Апокалипсис в космосе: самая редкая чёрная дыра демонстрирует свою мощь

Астрономы считают, что им удалось обнаружить чрезвычайно редкий тип «недостающего звена» — чёрную дыру, поглощающую беспомощную звезду на краю далёкой галактики. Они поделились потрясающей анимацией, показывающей, как могла выглядеть эта сверхъяркая звёздная бойня.

Чёрные дыры бывают разных размеров: от первичных сингулярностей размером меньше Солнца до сверхмассивных чёрных дыр, которые в 40 миллиардов раз массивнее нашей звезды и удерживают вместе такие галактики, как Млечный Путь. Существуют также чёрные дыры среднего размера, известные как чёрные дыры промежуточной массы (ЧДПМ), масса которых варьируется от 100 до 100 000 масс Солнца. Однако мы мало знаем об этих объектах среднего размера, поскольку их невероятно трудно обнаружить.

Малые чёрные дыры неуловимы, потому что они недостаточно велики, чтобы создавать энергетические выбросы или связывать галактики, и их часто путают со скоплениями чёрных дыр меньшей «звёздной массы», оставшимися после коллапса звёзд. Исследователи также считают, что малые чёрные дыры могут скрываться за небольшими группами звёзд, которые вращаются вокруг них на близком расстоянии, не разрываясь при этом.

Видео от DGL.RU

Самый надёжный способ обнаружить сверхмассивные чёрные дыры — косвенный, путём измерения массы сливающихся чёрных дыр или застигнув их в момент поглощения звезды. На сегодняшний день обнаружено около 300 кандидатов в сверхмассивные чёрные дыры, но невозможно сказать, сколько из них настоящие.

В исследовании, опубликованном 11 апреля в The Astrophysical Journal, учёные сообщили, что обнаружили ещё одного многообещающего кандидата в IMBH, получившего название HLX-1. Он находится примерно в 40 000 световых лет от центра галактики NGC 6099 и более чем в 450 миллионах световых лет от Земли.

Объединив данные с космического телескопа «Хаббл» и рентгеновской обсерватории «Чандра» НАСА, исследовательская группа пришла к выводу, что они зафиксировали яркую вспышку, или «событие приливного разрушения», вызванное тем, что чёрная дыра поглотила соседнюю звезду. Исследователи также использовали компьютерное моделирование, чтобы спрогнозировать, как происходило это космическое убийство, и создали анимацию, на которой показано, как HLX-1 разрывает на части — или «разрезает на спагетти» — свою звёздную жертву (см. ниже).

Астрономы впервые увидели яркий источник рентгеновского излучения, исходящий от HLX-1, на снимках, сделанных телескопом «Чандра» в 2009 году. Исследователи считают, что этот яркий свет был вызван приливным разрушением, которое происходит, когда чёрные дыры разрывают звёзды на части, генерируя вспышку излучения. Пик высокоэнергетического излучения, исходящего от предполагаемой чёрной дыры, пришёлся на 2012 год, и с тех пор оно постепенно ослабевает.

Однако, как и в случае со многими другими кандидатами в сверхмассивные чёрные дыры, нет стопроцентной уверенности в том, что HLX-1 является настоящей сверхмассивной чёрной дырой. Свет также может исходить от аккреционного диска — вращающегося кольца из раскалённой материи, окружающего горизонт событий чёрной дыры, — размер которого колеблется. Единственный способ определить, какое объяснение более вероятно, — наблюдать за источником света. Если он продолжит тускнеть без дополнительных вспышек, то, вероятно, произошло приливное разрушение.

Помимо своей редкости, IMBH важны тем, что могут рассказать нам о других чёрных дырах. Они «представляют собой важнейшее недостающее звено в эволюции чёрных дыр между звёздными и сверхмассивными чёрными дырами», — заявил ведущий автор исследования Йи-Чи Чанг, исследователь из Национального университета Цинхуа на Тайване, в заявлении.

Одна из теорий о промежуточных чёрных дырах заключается в том, что они могут зарождаться как чёрные дыры большой звёздной массы и со временем, в течение миллиардов лет, превращаться в сверхмассивные чёрные дыры. Чтобы это произошло, они могут провести большую часть своей жизни на окраинах галактик, таких как HLX-1, прежде чем их выбросит в межгалактическое пространство. Некоторые исследователи даже предполагают, что подобная промежуточная чёрная дыра может вращаться вокруг границ Млечного Пути.

Чтобы подтвердить эту теорию, астрономы сейчас ищут другие потенциальные случаи приливного разрушения на окраинах других галактик.

Последние технологические достижения, в том числе космический телескоп «Джеймс Уэбб», позволяют надеяться на обнаружение этих недостающих звеньев. Исследовательская группа также отметила, что недавно введённая в эксплуатацию обсерватория Веры К. Рубин, которая недавно опубликовала свои впечатляющие первые снимки, возможно, сможет обнаруживать события приливного разрушения в видимом свете.

Прорыв в физике: Уравнения Эйнштейна не работают — что скрывается в сердце чёрной дыры?