Черные дыры могут вспыхивать спустя годы после поглощения

Когда звезда подходит слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре, приливные силы разрывают её на части. Астрономы называют такое событие приливным разрушением: остатки звезды закручиваются вокруг чёрной дыры, вспыхивают в оптическом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах — и свет затухает. До недавнего времени на этом, казалось бы, история заканчивалась. Но новое масштабное исследование, проведённое на радиотелескопе Very Large Array в Нью-Мексико, показало: многие чёрные дыры возвращаются к активности спустя месяцы и даже годы после «трапезы».

Запоздалые радиовспышки удивили астрономов

Группа исследователей под руководством Кейт Александер из Университета Аризоны проследила за 31 случаем приливного разрушения звёзд. Выяснилось, что значительная часть чёрных дыр демонстрирует повторные вспышки в радиодиапазоне — через сотни дней, а иногда и через несколько лет после первоначального события. Такие «отрыжки», как образно выражаются учёные, стали неожиданностью для астрофизического сообщества.

Механизм явления связан с тем, что чёрная дыра не поглощает вещество полностью. Часть падающего газа выбрасывается обратно в виде мощных джетов или ветров, рождающихся вблизи горизонта событий. Когда этот выброшенный материал врезается в окружающее межзвёздное вещество, возникают ударные волны, излучающие в радиодиапазоне. Иными словами, радиовспышка — это «звук» грязной еды, часть которой летит обратно.

Два типа «отрыжек» и ключ к пониманию аккреции

Исследователи обнаружили два отдельных режима запоздалых вспышек. Первый проявляется в течение нескольких сотен дней, пока чёрная дыра ещё активно поглощает обломки звезды. Второй — значительно позже, когда темп аккреции замедляется до минимума. Примечательно, что оба режима порождают сопоставимые по яркости радиовспышки. Это важное наблюдение, потому что оно демонстрирует: совершенно разные темпы поглощения способны запускать один и тот же механизм выброса вещества.

Более того, команде удалось выделить характерные оптические признаки, по которым можно заранее предсказать, какие чёрные дыры позже «отрыгнут» в радиодиапазоне. Уже на стадии первичной вспышки некоторые события приливного разрушения выглядят в видимом свете иначе, чем остальные.

Почему это важно

Открытие меняет представление о приливных разрушениях звёзд и открывает несколько направлений для будущих исследований:

• Запоздалые радиовспышки позволяют изучать процесс аккреции вещества на чёрную дыру в реальном времени, что ранее было практически невозможно.
• Обнаруженные предвестники в оптическом диапазоне дают астрономам инструмент для приоритизации наблюдений — можно заранее выбирать объекты, достойные длительного мониторинга.
• Результаты показывают, что разрушение звезды — не мгновенная катастрофа, а растянутый во времени процесс, который может продолжаться годами и влиять на окружающую среду чёрной дыры.

Читайте также по теме: новых наблюдениях чёрных дыр.

По сути, каждое приливное разрушение — это долгая, разворачивающаяся история, а не одиночная вспышка. Прислушиваясь к запоздалым радиосигналам, астрономы получают уникальную возможность понять, как чёрные дыры растут, питаются и формируют галактики вокруг себя.