Реактивная струя заряженных частиц, движущаяся почти со скоростью света и рождённая из останков звезды, жестоко разорванной сверхмассивной чёрной дырой, оказалась одним из самых ярких и энергетически мощных событий, которые астрономы когда-либо наблюдали во Вселенной.
Эта струя, вызванная тем, что учёные называют событием приливного разрушения (TDE), настолько мощна, что сложно найти реальное явление для сравнения. Поэтому команда астрономов под руководством Иветт Кендес из Университета Орегона выбрала для сравнения расчётную энергоотдачу вымышленного устройства: «Звезды Смерти» из «Звёздных Войн», способной взрывать целые планеты.
TDE и связанная с ним струя высвобождают в триллион — 100 триллионов раз больше энергии, чем, по оценкам фанатов, производит «Звезда Смерти». И, как в случае с «Звездой Смерти», любым планетам на пути этой струи придётся несладко.
«Планеты будут уничтожены на протяжении первых нескольких световых лет», — сказала Space.com Кендес, радиоастроном. — «Я просто не уверена, на каком расстоянии от струи это будет происходить».
Более конкретно, общая энергия этого события, официально зарегистрированного как AT2018hyz, зависит от того, как эта энергия излучается. Релятивистские струи от событий TDE очень редки и составляют лишь около 1% от всех известных случаев. Остальные 99% — это сферический отток материи, движущийся гораздо медленнее. В последнем случае мы говорим об энерговыделении в 2 x 10^50 эрг (эрг — единица энергии; Солнце на пике излучает 10^33 эрг), тогда как сценарий со струёй, который предпочтительнее для Кендес из-за колоссальной светимости AT2018hyz, достиг бы 5 x 10^55 эрг.
И энерговыделение продолжает расти. Модели предполагают, что оно достигнет пика в 2027 году, прежде чем начнёт постепенно снижаться.
«Я не решаюсь дать окончательную оценку энергии — это зависит от слишком многих факторов, которые прояснятся, когда мы действительно увидим пик, — говорит Кендес. — Но мы ожидаем, что в максимуме яркость будет примерно в два раза выше, чем сейчас».
Рождение монстра
Так как же произошёл этот колоссальный выброс энергии? AT2018hyz был впервые обнаружен в 2018 году, и тогда это казалось довольно обычным TDE, из которых наблюдалось немногим более сотни.
«При первоначальном открытии не было ничего, что заставило бы нас думать, что нечто подобное произойдёт спустя годы», — сказала Кендес.
TDE происходит, когда звезда приближается слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре. В случае AT2018hyz чёрная дыра находится в довольно спокойной галактике на расстоянии 665 миллионов световых лет.
Приливные силы, при которых одна сторона звезды ощущает большее гравитационное притяжение чёрной дыры, чем противоположная, начинают растягивать и разрывать звезду в тисках, эффективно разрывая её на части.
Запоздалый триумф
В течение нескольких лет после открытия с AT2018hyz почти ничего не происходило. Астрономы не уверены, почему, но с TDE часто бывает период ожидания. В связи с этим существует гипотеза, что разорванному звёздному материалу требуется некоторое время, чтобы обернуться вокруг чёрной дыры и сформировать аккреционный диск.
Часть звёздного материала падает в чёрную дыру, но большая его часть магнитными полями направляется прочь от неё.
AT2018hyz вновь «ожил» в 2022 году, когда внезапно стал ярким в радиоволнах, вероятно, из-за синхротронного излучения от струи. Эта струя настолько мощна, что Кендес даже дала ей прозвище «Струйка Струевич» (Jetty McJetface) — отсылка к печально известному случаю с Boaty McBoatface. Сейчас она в 50 раз ярче, чем при первоначальном обнаружении. То, что чёрная дыра продолжает излучать так много энергии спустя годы после поглощения звезды, считается беспрецедентным.
Ещё одним аргументом в пользу объяснения со струёй является то, что оно решает загадку, почему энерговыделение всё ещё растёт.
Когда такие струи впервые образуются, они сильно сколлимированы и имеют узкий угол раскрыва. Если бы струя была направлена не прямо на нас, а под углом, мы бы не увидели её полной мощности. Однако со временем струи имеют тенденцию расширяться.
«И теперь она попадает в нашу линию зрения по мере замедления струи, — говорит Кендес. — Что касается того, как возникают такие релятивистские струи от TDE, никто точно не знает, но это активная область исследований. Вероятно, это связано с магнитными полями, но, очевидно, для этого должны произойти и другие события, иначе мы бы видели их при TDE чаще».
Охота за гигантами
Теперь Кендес хочет найти больше подобных исключительно энергетических событий. С запуском в следующем десятилетии Радиотелескопа площадью в квадратный километр (SKA) у астрономов наконец-то появится инструмент для сверхточного и чувствительного обзора радионеба, способный обнаружить множество других радиоструй — не только от TDE, но и от более регулярно активных галактик.
Исследование команды Кендес было опубликовано 5 февраля в The Astrophysical Journal.
Это открытие — не просто демонстрация космического масштаба разрушения. Оно бросает вызов нашему пониманию того, как чёрные дыры взаимодействуют со своим окружением, и показывает, что их «пир» может иметь долгосрочные и катастрофические последствия, растянутые на годы. «Струйка Струевич» служит напоминанием о том, что самые экстремальные и загадочные процессы во Вселенной часто скрыты от нас временным лагом, и только терпеливое наблюдение позволяет увидеть их истинную, запоздалую, но от того не менее грандиозную, кульминацию.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий