Доказана теория о пожирающих звезды черных дырах

Международная группа ученых впервые получила неопровержимые доказательства формирования аккреционного диска во время события приливного разрушения звезды (англ. tidal disruption events, TDE), видимого в оптических лучах. Об открытии, которое подтверждает текущую теорию, описывающую пожирание вещества звезды черной дырой, сообщается в препринте статьи, опубликованной в репозитории arXiv.org.

Исследователи проанализировали излучение разных длин волн, исходящее от TDE, обозначенного как AT 2018hyz (ASASSN-18zj) и обнаруженного 6 ноября 2018 года в ходе автоматизированного поиска сверхновых All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN). Местонахождение AT 2018hyz совпадает с галактикой 2MASS J10065085+0141342, чье красное смещение составляет 0,046, то есть она удалена на 600 миллионов световых лет от Земли.

Спектр AT 2018hyz с характерным двойным пиком в бальмеровском излучении указал на аккреционный диск эллиптической формы, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры. В ходе последующих наблюдений ученые установили, что диск сформировался, когда вещество от разрушенной звезды приблизилось к перицентру — наиболее близкой к черной дыре точке орбиты. Это произошло за десятки дней до первого обнаружения AT 2018hyz. Масса диска при этом составила пять процентов начальной массы звезды.

До сих пор наличие аккреционных дисков было установлено лишь для небольшой доли TDE (порядка 10 процентов), зафиксированных как вспышка рентгеновского излучения. Что касается TDE, видимых в оптическом излучении (ультрафиолет и видимый свет), то в этом случае до сих пор не было надежных доказательств появления дисков. Дело в том, что при это могут возникнуть сталкивающиеся друг с другом потоки вещества, активно излучающие видимый и ультрафиолетовый свет. Это заставляло некоторых астрономов предполагать, что одного приливного разрушения звезды недостаточно для появления аккреционного диска.

Бальмеровское излучение испускается при переходе электрона в атоме водорода с третьего и вышележащих уровней на второй энергетический уровень. Двойной пик в спектре излучения, который интерпретируется астрономами как аккреционный диск, возникает из-за того, что вещество на одном крае диска удаляется от наблюдателя, а на другом приближается. Это создает эффект Доплера, когда излучение смещается в красную и синюю сторону спектра соответственно.