Изучение «поедания» звезд черной дырой расскажет, вращаются ли черные дыры

Когда сверхмассивная черная дыра «пережевывает» звезду, случайно попавшую в ее окрестности, происходит формирование видимого или рентгеновского излучения, однако астрономы никогда не регистрировали одновременно два типа этих лучей. Астроном Питер Джонкер (SRON/ Университет Неймегена, Нидерланды) и его коллеги теперь смогли запечатлеть несколько захваченных черной дырой звезд при помощи рентгеновского телескопа через несколько лет после того, как они были открыты в результате наблюдений в видимом свете. Похоже, что все черные дыры «обедают» одинаково, однако мы видим этот процесс на разных стадиях его протекания, полагают Джонкер и его коллеги.

Согласно наблюдениям, проведенным Джонкером при помощи рентгеновской обсерватории НАСА Chandra («Чандра»), источников, которые изначально были идентифицированы несколько лет назад в оптическом диапазоне, звезда в процессе поглощения черной дырой сначала излучает в видимом, а лишь затем – в рентгеновском диапазоне.

Известно, что при приближении звезды к черной дыре, обреченная звезда вытягивается в нитевидную структуру, напоминающую «спагетти» или «змейку». Совершив один оборот вокруг черной дыры, эта «змейка» встречает свой «хвост» и «кусает» его. В результате столкновения «змейка» теряет высоту и падает на черную дыру.

Для объяснения результатов своих наблюдений Джонкер и его коллеги предлагают две различных гипотезы. Согласно первому сценарию, в тот момент, когда «змейка кусает свой хвост», выделяется энергия в форме излучения в оптическом диапазоне, а дальнейшая потеря энергии падающей на черную дыру «змейкой» происходит в рентгеновском диапазоне. Альтернативная гипотеза состоит в том, что в результате столкновения («кусания хвоста») сразу происходит высвобождение рентгеновского излучения, однако поначалу оно эффективно рассеивается на облаке газа, превращаясь в видимый свет, и лишь тогда, когда облако материала рассеется - то есть, на поздних этапах поглощения звезды черной дырой - мы начинаем наблюдать излучение в рентгеновском диапазоне.

Согласно Джонкеру, между вращением черной дыры и количеством рентгеновского излучения, испускаемого при поглощении звезды, имеется связь. На настоящее время ученым точно не известно, вращаются ли черные дыры, однако гипотеза Джонкера дает возможность выяснить это.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.