Астрономия вступила в новую эру открытий благодаря космическому телескопу имени Джеймса Уэбба. Впервые учёным удалось зафиксировать ранее скрытые следы грандиозных космических катастроф — приливных разрушений, когда звёзды подходят слишком близко к сверхмассивным чёрным дырам и разрываются на части их чудовищной гравитацией. Это открытие, подробно описанное в Astrophysical Journal Letters, проливает свет на поведение как активных, так и долгое время «спящих» чёрных дыр, демонстрируя уникальную способность телескопа Уэбба заглядывать в самые пыльные уголки Вселенной.
Долгожданное открытие в пыльных галактиках
С 1990-х годов было зарегистрировано около сотни событий приливного разрушения. Однако все они наблюдались лишь в относительно прозрачных галактиках, где вспышки рентгеновского или оптического излучения были видны. Учёные давно предполагали, что большинство таких катастроф должно происходить в галактиках, плотно окутанных космической пылью, которая надёжно скрывает их от традиционных телескопов. Прорыв стал возможен, когда исследователи осознали, что пыль, блокирующая видимый свет, может нагреваться и излучать в инфракрасном диапазоне — как раз там, где телескоп Уэбба обладает беспрецедентной чувствительностью.
Обратите внимание: Астрономы обнаружили необычный пульсар.
Пробуждение космических монстров
Направив инфракрасные «глаза» Уэбба на четыре галактики, где ранее были замечены признаки возможных приливных возмущений, учёные получили чёткое подтверждение. Они обнаружили спектральные сигнатуры аккреции — процесса, при котором останки разорванной звезды начинают вращаться вокруг чёрной дыры, образуя раскалённый диск, и постепенно поглощаются ею. Ключевым доказательством стали редкие линии инфракрасного излучения, возникающие, когда интенсивное излучение аккреционного диска выбивает электроны из атомов неона. Это явление — уникальная «подпись» активности чёрной дыры.
«Во Вселенной просто не существует другого процесса, способного возбудить газ и высвободить такую колоссальную энергию, кроме аккреции на чёрную дыру», — объясняет Меган Мастерсон, ведущий автор исследования из Массачусетского технологического института.
Важнейший вывод заключается в том, что во всех четырёх случаях структура окружающей пыли отличалась от той, что наблюдается в активных галактиках с постоянно «питающимися» чёрными дырами. Это прямо указывает на то, что зафиксированные чёрные дыры долгое время пребывали в состоянии покоя и были внезапно «разбужены» несчастливой звездой, нарушившей их покой.
От гипотез к неоспоримым доказательствам
Ранее инфракрасная миссия NEOWISE, анализировавшая данные за десятилетие, наметила несколько перспективных областей для поиска приливных разрушений (TDE). Телескоп Уэбб блестяще подтвердил четыре из этих кандидатов. Среди них — самая близкая из известных TDE, расположенная «всего» в 130 миллионах световых лет от Земли, что по космическим меркам довольно близко.
«Эти четыре сигнала — самое убедительное на сегодняшний день доказательство. Данные Уэбба окончательно подтвердили реальность приливных разрушений в пыльных галактиках», — заявила Мастерсон.
Каждое из событий уникально: одно сопровождалось рентгеновским выбросом, другое изначально приняли за вспышку сверхновой, а в третьем случае газ, вероятно, вращался вокруг чёрной дыры с экстремальными скоростями.
Новый инструмент для разгадки тайн Вселенной
Возможность чётко различать временную аккрецию при TDE и постоянную аккрецию в активных ядрах галактик даёт учёным принципиально новое понимание жизненного цикла сверхмассивных чёрных дыр. Поскольку процесс поглощения звезды занимает не мгновения, а месяцы и даже годы, астрономы планируют длительные наблюдения за этими событиями с помощью Уэбба, NEOWISE и будущих инфракрасных телескопов.
«Поглощение звезды — это не моментальный акт, а растянутый во времени спектакль, — поясняет Мастерсон. — Мы хотим понять его хронометраж, динамику и условия в окружающем пространстве».
Несмотря на прорыв, многое в этих грандиозных катастрофах остаётся загадкой. Исследователи признаются: «Точных деталей пока никто не знает, потому что мы только-только начинаем их систематически изучать».
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Астрономы впервые зафиксировали следы разрушенных звезд, поглощенных сверхмассивными черными дырами в результате так называемых приливных разрушений.