
Это исследование помогает связать две космические загадки и предоставляет информацию об окружающей среде вокруг некоторых типов чёрных дыр.
На этой иллюстрации художника показан диск из материала (красного, оранжевого и желтого), который образовался после того, как сверхмассивная черная дыра (изображена справа) разорвала звезду на части в результате интенсивных приливных сил. В течение нескольких лет этот диск расширялся наружу, пока не пересек другой объект — либо звезду, либо маленькую черную дыру, — который также находится на орбите вокруг гигантской черной дыры. Каждый раз, когда этот объект врезается в диск, он испускает вспышку рентгеновских лучей, обнаруженных Chandra. На вставке показаны данные Chandra (фиолетовый) и оптическое изображение источника с Pan-STARRS (красный, зеленый и синий).
В 2019 году оптический телескоп в Калифорнии заметил вспышку света, которую астрономы позже классифицировали как “событие приливного разрушения”, или TDE. Это случаи, когда черные дыры разрывают звезды на части, если они подходят слишком близко из-за своих мощных приливных сил. Астрономы дали этому TDE название AT2019qiz.
Тем временем учёные также отслеживали случаи другого типа космических явлений, которые время от времени наблюдались во Вселенной. Это были короткие и регулярные вспышки рентгеновского излучения вблизи сверхмассивных чёрных дыр. Астрономы назвали эти явления «квазипериодическими вспышками», или QPE.
Это последнее исследование даёт учёным доказательства того, что TDE и QPE, вероятно, связаны между собой. Исследователи считают, что QPE возникают, когда объект врезается в диск, оставшийся после TDE. Хотя могут быть и другие объяснения, авторы исследования предполагают, что это источник по крайней мере некоторых QPE.
В 2023 году астрономы использовали «Чандру» и «Хаббл» для одновременного изучения обломков, оставшихся после окончания приливного разрушения. Данные «Чандры» были получены в ходе трёх отдельных наблюдений, каждое из которых длилось от 4 до 5 часов. Общая продолжительность наблюдений «Чандрой» составила около 14 часов, и в первом и последнем фрагментах был обнаружен лишь слабый сигнал, но в среднем наблюдении — очень сильный.
Затем исследователи использовали аппарат NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) для наблюдения за AT2019qiz на предмет повторяющихся рентгеновских вспышек. Данные NICER показали, что AT2019qiz вспыхивает примерно каждые 48 часов. Наблюдения с помощью обсерватории NASA Neil Gehrels Swift и индийского телескопа AstroSat подтвердили это открытие.
Ультрафиолетовые данные "Хаббла", полученные одновременно с наблюдениями "Чандры", позволили ученым определить размер диска вокруг сверхмассивной черной дыры. Они обнаружили, что диск стал достаточно большим, что если бы какой-либо объект вращался вокруг черной дыры и ему потребовалось около недели или меньше, чтобы завершить орбиту, он столкнулся бы с диском и вызвал извержение.
Этот результат имеет значение для поиска новых квазипериодических извержений, связанных с приливными нарушениями. Обнаружение большего количества таких извержений позволило бы астрономам измерить распространенность и расстояния объектов на близких орбитах вокруг сверхмассивных черных дыр. Некоторые из них могут стать отличными целями для планируемых будущих гравитационно-волновых обсерваторий.
Источник: НАСА, Рентгеновский центр Чандры
На изображении:
Рентгеновский снимок: НАСА / CXC / Университет Квинс. Белфаст / M. Николл и др.; Оптический / ИК: PanSTARRS, NSF / Legacy Survey / SDSS; Иллюстрация: Сохеб Мандхай / Astro Phoenix; Обработка изображения: NASA / CXC / SAO / N. Wolk