Судьба звезды, уничтоженной черной дырой
AstroNews.ru - 18 Июля 2022 10:32:54
В 2019 году астрономы наблюдали ближайший на сегодняшний день пример звезды, которая была измельчена после слишком близкого приближения к массивной черной дыре.
Это приливное разрушение солнцеподобной звезды черной дырой, в 1 миллион раз более массивной, чем она сама, произошло в 215 миллионах световых лет от Земли. К счастью, это было первое подобное событие, достаточно яркое, чтобы астрономы из Калифорнийского университета в Беркли смогли изучить оптический свет от гибели звезды, в частности, поляризацию света, чтобы узнать больше о том, что произошло после того, как звезда была разорвана на части.
Их наблюдения, проведенные 8 октября 2019 года, показывают, что большая часть материала звезды разлеталась с большой скоростью - до 10 000 километров в секунду - и образовала сферическое облако газа, которое блокировало большую часть высокоэнергетических выбросов, производимых черной дырой, поглощающей остатки звезды.
Ранее другие наблюдения оптического света от взрыва, названного AT2019qiz, показали, что большая часть вещества звезды была выброшена наружу мощным ветром. Но новые данные о поляризации света, которая была практически нулевой на видимых или оптических длинах волн, в самый яркий момент взрыва, говорят астрономам о том, что облако, скорее всего, было сферически симметричным.
Результаты подтверждают один из ответов на вопрос, почему астрономы не видят высокоэнергетического излучения, такого как рентгеновское, от многих из десятков наблюдавшихся до сих пор событий приливного разрушения: рентгеновское излучение, которое производится материалом, вырванным из звезды и затянутым в аккреционный диск вокруг черной дыры, прежде чем упасть внутрь, заслоняется от наблюдения газом, выдуваемым наружу мощными ветрами из черной дыры.
Вторая серия наблюдений 6 ноября, через 29 дней после октябрьского наблюдения, показала, что свет поляризован очень слабо, примерно на 1%, что говорит о том, что облако достаточно разрежено, чтобы выявить асимметричную структуру газа вокруг черной дыры.
Аспирант Калифорнийского университета в Беркли Кишор Патра отметил, что этот сценарий гибели может быть применим только к обычным приливным разрушениям, но не к странным, при которых релятивистские струи материала выбрасываются из полюсов черной дыры. Только дополнительные измерения поляризации света от таких событий дадут ответ на этот вопрос.
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли рассчитали, что поляризованный свет испускался с поверхности сферического облака с радиусом около 100 астрономических единиц (au), что в 100 раз дальше от звезды, чем Земля от Солнца. Оптическое свечение от горячего газа исходило из области на расстоянии около 30 au.
Спектрополяриметрические наблюдения 2019 года - метод измерения поляризации во многих длинах волн света - были проведены на AT2019qiz, событии приливного разрушения, расположенном в спиральной галактике в созвездии Эридана. Нулевая поляризация всего спектра в октябре указывает на сферически симметричное облако газа - все поляризованные фотоны уравновешивают друг друга. Небольшая поляризация в ноябрьских измерениях указывает на небольшую асимметрию. Поскольку эти приливные нарушения происходят так далеко, в центрах далеких галактик, они выглядят только как точка света, а поляризация является одним из немногих признаков формы объектов.
Изучение поляризованного света фактически помогает получить информацию о распределении вещества в этом взрыве или, в данном случае, о том, как формируется газ и, возможно, аккреционный диск вокруг этой черной дыры.