Обсерватория имени Нилы Герельс Свифта, принадлежащая NASA, зафиксировала событие, которое астрономы называют «сиротским»: сверхмассивная черная дыра, расположенная далеко от центра своей галактики, разорвала и поглотила звезду. Как сообщает наш портал, этот случай уникален — ни один подобный приливной разрыв ранее не наблюдался на столь значительном удалении от галактического ядра. Масса объекта, по оценкам, примерно в 1 миллион раз превышает солнечную, а сама галактика находится на расстоянии около 750 миллионов световых лет от Земли.
Первоначально подозрение на необычную вспышку возникло в 2025 году, когда обзор ZTF (Переходный центр Цвикки), проводимый Паломарской обсерваторией в Южной Калифорнии, зарегистрировал аномальный световой импульс на окраине галактики. «Из полумиллиона вспышек, которые ZTF обнаруживает каждую ночь, наш новый алгоритм искусственного интеллекта автоматически распознал вспышку, очень напоминавшую приливное разрушение, несмотря на ее необычное расположение на окраинах галактики», — пояснил Роберт Стейн, научный сотрудник Университета Мэриленда в Колледж-Парке и Центра полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте.
Подтверждение необычной вспышки: ультрафиолетовый след и спектральные данные
В течение нескольких месяцев после обнаружения яркость вспышки в ультрафиолетовом диапазоне временно превысила суммарное свечение всей окружающей галактики. На пике интенсивность излучения достигала примерно 10 миллиардов Солнц. Затем для уточнения природы источника астрономы задействовали телескоп SOAR (Южные астрофизические исследования) в Чили: его спектральный анализ выявил особенности, характерные для приливного разрушения звезды. Дальнейшие наблюдения с помощью обсерватории NASA Swift позволили измерить параметры, недоступные наземным инструментам. В частности, ультрафиолетовый/оптический телескоп (UVOT) определил температуру обломков — около 54 000 градусов по Фаренгейту (30 000 градусов по Цельсию).
«Сочетание всех этих данных помогло нам исключить другие объяснения и с уверенностью заявить, что это приливное разрушение, несмотря на его странное положение», — отметил Джонатан Карни, докторант Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле, который получил первые спектры, подтверждающие эту интерпретацию. Статья с описанием результатов, подготовленная Штейном, была опубликована 27 июля в The Astrophysical Journal Letters.
Сам механизм явления, названный приливным разрушением, запускается, когда звезда приближается к массивной черной дыре на фатально малое расстояние и разрывается ее гравитацией. Обломки нагреваются, образуя светящийся диск, а иногда черная дыра выбрасывает релятивистскую струю. Астрономы подчеркивают, что почти каждая галактика содержит в центре сверхмассивную черную дыру, но лишь раз в 100 000 лет звезда в такой галактике подходит достаточно близко, чтобы быть разорванной. Наблюдая за миллионами галактик, исследователи регистрируют около 30 подобных приливных событий ежегодно. Однако до 2024 года все подтвержденные случаи были найдены именно в галактических центрах — отчасти потому, что поиск целенаправленно велся именно там. «Мы искали эти разрушающие звезды события как способ найти невидимые иначе сверхмассивные черные дыры, блуждающие вдали от галактических ядер», — резюмировал Стейн, добавив, что благодаря этому открытию подтверждена новая методика, которую можно применять для дальнейших поисков.дыры располагались в центрах галактики. Для приливного разрушения также требуется очень массивная черная дыра, поскольку гравитационное притяжение более легких черных дыр недостаточно сильное.
Это предположение начало меняться, когда ученые обнаружили обнаружение разрушения звезды в 2600 световых направлениях от центра ее родительской галактики. Это открытие побудило астрономов ускорить поиски границ галактических ядер.
Недавно обнаруженное событие является еще более экстремальным. Оно произошло на расстоянии более 30 000 световых лет от центра галактики.
Как попасть в черную дыру?
Необычное расположение черных дыр поднимает серьезный вопрос о ее прошлом.
«Он, должно быть, произошел в центре галактики, а не в той, которая сейчас находится на окраине», — сказал он. — сказал Штейн. «Мы думаем, что сверхмассивная черная дыра родительской галактики все еще находится в ее ядре, но та, что пожирает звезду, может возникнуть в маленькой галактике, которая слилась с большой, которую мы видим сегодня».
Исследователи предложили два возможных объяснения.
В одном кадре срезались три или более галактики. Их центральные сверхмассивные черные дыры, возможно, затем оказались втянутыми в гравитационную политику, в результате чего легчайшую черную дыру направили к краю объединенной галактики.
Другая возможность состоит в том, что карликовая галактика все еще находится в процессе слияния с более крупной системой. Когда звезды из карликовой галактики вошли в большую галактику, одна из них, возможно, прошла слишком близко к собственной сверхмассивной черной дыре карликовой галактики.
«Дальнейшие открытия могут открыть эту явно «бесхозную» черную дыру», — сказал он. — сказал Штейн. «Ключевой научный вопрос, на который мы хотим ответить: широко распространенные блудящие черные дыры?»
Swift ожидает увеличения орбиты
Астрономы, возможно, вскоре смогут ответить на этот вопрос, обнаружив более смещенные черные дыры.
«Направленные научные наблюдения с помощью приборов УВОТ и XRT (рентгеновского телескопа) Swift дополнительно переносятся людьми, поскольку миссия предполагает результат на орбите, который планировался на это лето», — сказал он. — сказал соавтор С. Брэдли Ценко, главный исследователь Свифта в НАСА имени Годдарда.
Основная миссия Свифта длилась с 2004 по 2006 год, но космический корабль продолжал наблюдать за меняющейся вселенной уже более 20 лет. Атмосферное сопротивление теперь постепенно притягивает его ближе к Земле. Поднятие Свифта на более высокую орбиту могло обеспечить ему работу еще дольше.
«Как только Swift возобновитальную нормальную работу, Swift сможет продолжить поиск новых примеров неуместных черных дыр».
Новый поиск блуждающих черных дыр
В ближайшие годы астрономы планируют применить тот же метод обнаружения к наблюдениям в недавно работающей обсерватории Веры К. Рубин, совместно финансируемый Министерством энергетики США и Национальным фондом в Чили, и будущим римским космическим телескопом НАСА Нэнси Грейс.
«Широкие и глубокие исследования Рубины показывают гораздо большую выборку событий приливных потрясений, чем можно собрать нынешние обсерватории, включая те, которые находятся вне центра», — сказал он. — сказал Карни. «А космические исследования Романа расширяют текущую зону поиска, позволяют увидеть те, которые перемещаются дальше, оглядываясь назад на 9 миллиардов лет космической истории».
Объединение данных Рубины, Романа, Свифта и наземных обсерваторий может дать ученым определения гораздо больше блудящих черных дыр. В любом случае эти открытия могут в конечном итоге помочь астрономам провести наиболее полную перепись гигантских черных дыр во Вселенной.