Астрономите вече имат първото пряко изображение на черна дупка, която разкъсва звезда. Звездните неща влизат в диск около дупката и също се изхвърлят обратно в космоса с мощни струи.

черна

Първо директно изображение, показващо процеса на свръхмасивна черна дупка, раздробяваща звезда. Разширяването показва струя частици, движещи се навън. Изображение чрез Mattila, Perez-Torres, et al .; Бил Сакстън, NRAO/AUI/NSF.

Черните дупки със сигурност са едно от най-невероятните явления във Вселената. Техните маси са толкова концентрирани, че гравитационното им привличане е мощно; нищо, дори светлината, не може да избяга отвътре. Можем да видим черни дупки само защото в тях се изтегля материал - като звезди, които се скитат твърде близо - обикновено образуват въртящ се диск, който обгражда дупката. Светлината и друго излъчване от този диск могат да се видят от телескопите и има какво да се види. Например бързо движещи се струи материал могат да бъдат изхвърлени от диск, заобикалящ свръхмасивна черна дупка. На 15 юни 2018 г. НАСА обяви, че астрономите за първи път са направили пряко изображение на образуването и разширяването на бързо движеща се струя черна дупка. Мигел Перес-Торес от Астрофизичния институт на Андалусия в Гранада, Испания, и автор на ново проучване в рецензираното списание Science, описва откритието:

Никога преди не сме били в състояние да наблюдаваме директно образуването и еволюцията на струя от едно от тези събития.

Събитие при приливен и отлив се случва, когато звезда преминава твърде близо до супермасивна черна дупка. Материалът от звездата се изтегля в диск, заобикалящ черната дупка. След това материалът се изхвърля от диска с огромни „струи“. Тази илюстрация показва местоположението на наблюдаваното събитие при приливи и отливи близо до центъра на галактиката Arp 299 B. Изображение чрез Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF/NASA/STScI.

Наблюденията включват 36 учени от 26 институции по света. Учените наблюдават мощната струя в двойка сблъскващи се галактики, наречени Arp 299, отдалечени на близо 150 милиона светлинни години, с помощта на радио и инфрачервени телескопи като много дългия изходен масив (VLBA) на Националната научна фондация и космическия телескоп Spitzer на НАСА.

Поотделно тези галактики са известни като Arp 299 A и Arp 299 B. Първоначално астрономите смятаха, че струята е експлозия на свръхнова, тъй като други са били виждани в Arp 299 преди. Но последващи наблюдения през 2011 г. показаха, че радиоизлъчващата част на струята показва удължаване и нарастващо разширение, показвайки, че тя е струя материал, а не свръхнова.

Астрономите вече бяха идентифицирали свръхмасивната черна дупка в центъра на Arp 299 B. Тя е 20 милиона пъти по-масивна от нашето слънце. Сега се смята, че материалът около тази черна дупка произхожда от преминаваща звезда, повече от два пъти масата на нашето слънце, което се разкъсва от мощната гравитация на черната дупка.

Астрономите също използваха космическия телескоп Хъбъл, за да наблюдават черната дупка, както преди, така и след изригването на струята. Въртящият се материал излъчва както рентгенови лъчи, така и видима светлина. Материалът в струите се изхвърля с почти скоростта на светлината.

Диаграма на различните „части” от TDE събитието (не в мащаб). Изображение чрез Seppo Mattila, Miguel Pérez-Torres et al. 2018 (наука).

Възможността да видите нагледно едно от тези явления, известни като събитие за приливи и отливи, е вълнуващо, тъй като астрономите са наблюдавали директно само няколко преди това.

И така, как беше открито? Първият намек беше през далечната 2005 г., когато астрономите наблюдават ярка инфрачервена емисия, идваща от ядрото на една от сблъскващите се галактики в Arp 299. По-късно същата година, на 17 юли, VLBA забелязва ново и уникално радиоизлъчване идващи от едно и също място. Последващи наблюдения бяха направени с помощта на скандинавския оптичен телескоп на Канарските острови и космическия телескоп Spitzer. Според Сепо Матила от университета в Турку във Финландия и друг автор на новия доклад:

С течение на времето новият обект остава ярък при инфрачервени и радиовълни, но не и във видима светлина и рентгенови лъчи. Най-вероятното обяснение е, че плътният междузвезден газ и прах в близост до центъра на галактиката абсорбират рентгеновите лъчи и видимата светлина, след което отново ги излъчват като инфрачервени.

Големите черни дупки имат толкова силна гравитация, че могат да унищожат звездите, които минават твърде близо до тях, и да засмукат остатъците от материала. Изображение чрез NASA/CXC/M. Weiss.

Наблюденията продължиха почти десетилетие след това, което показа, че радиовълните се разширяват в една посока, със скорост около една четвърт от скоростта на светлината. Това беше в съответствие с струя материал, изхвърлен от диска, заобикалящ черната дупка.

Дисковете се образуват, когато материалът се изтегля активно отблизо към черната дупка. В повечето случаи обаче черните дупки са по-„тихи“. Както отбелязва Перес-Торес:

Голяма част от времето обаче свръхмасивните черни дупки не поглъщат активно нищо, така че са в спокойно състояние. Приливите и разрушенията могат да ни предоставят уникалната възможност да разширим разбирането си за образуването и еволюцията на струи в околностите на тези мощни обекти.

Както Матила също отбеляза:

Поради праха, който абсорбира всяка видима светлина, това конкретно събитие при приливите и отливите може да е само върхът на айсберга на това, което досега е било скрита популация. Търсейки тези събития с инфрачервени и радиотелескопи, може да успеем да открием много повече и да се поучим от тях.

Възможността да станат свидетели на един от тези TDE в действие е огромен бонус за учените и ще им помогне да разберат по-добре как се образуват и държат черните дупки, тъй като самата „дупка“ (наистина изключително плътен малък обект) не може да се види.

Изображение чрез NRAO/AUI/NSF/NASA.

В крайна сметка: Черните дупки са едно от най-странните космически явления, за които знаем. Новите наблюдения показват как черните дупки могат не само да изсмукват материал, но и насилствено да го изхвърлят, което ги прави още по-убедителна цел на бъдещото проучване.