Спектр-РГ увидел начало приливного разрушения звезды черной дырой
Во время третьего сканирования небесной сферы, телескоп еРОЗИТА на борту орбитальной обсерватории Спектр-РГ, разработанной в НПО Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») уловил внезапную вспышку внегалактического объекта в миллионах световых лет от нас. Рентгеновскому телескопу удалось увидеть событие за две недели до того, как оно стало различимым с Земли в видимом свете. Характер излучения указывает на то, что ученые обнаружили раннюю стадию разрушения звезды, слишком близко оказавшейся рядом с черной дырой. Открытие сообщается научной рабочей группой российского консорциума телескопа СРГ/eROSITA.
В центре большинства наблюдаемых крупных галактик находится сверхмассивная черная дыра – объект в миллионы или миллиарды раз массивнее нашего Солнца. Если вблизи неё оказывается звезда, на расстоянии меньше, чем приливной радиус, то она будет разрушена под действием приливных сил. Это обусловлено тем, что сила притяжения любых массивных объектов убывает с расстоянием, что различается для вещества на лицевой и обратной к черной дыре стороне звезды.
Так как гравитационное притяжение черной дыры велико, сам размер звезды имеет решающее значение для её стабильности: вещество на лицевой к черной дыре стороны, притягивается к ней гораздо сильнее, чем на обратной. Большая разница сил тяготения вещества внутри звезды разрывает её, а оставшаяся после этого плазма продолжает падение в черную дыру.
Однако перед тем, как упасть за горизонт событий (область пространства, откуда не может выбраться даже свет), вещество закручивается вокруг черной дыры в аккреционный диск, в котором разогревается до миллионов градусов и ярко светится в рентгеновских и других лучах электромагнитного спектра. При этом с Земли можно наблюдать резкое увеличение яркости объекта, видимое с расстояния в миллионы и миллиарды световых лет.
Подобное событие обнаружил телескоп еРОЗИТА на борту обсерватории «Спектр-РГ» во время третьего сканирования небесной сферы в рентгеновском диапазоне. Яркость ранее тусклого внегалактического источника, получившего название SRGe J131014.2+444315, за короткое время увеличилась в 20 раз.
Мягкость и характер спектра излучения навели ученых на мысль о приливном разрушении звезды, что подтвердили оптические данные 10-метрового оптического телескопа обсерватории Кека. Анализ оптических данных также позволил уточнить красное смещение родительской галактики, что соответствует расстоянию в 2,5 миллиарда световых лет.
Кроме того, данные американской системы раннего оповещения об астероидной опасности ATLAS показали, что телескоп еРОЗИТА поймал рентгеновское излучение события за две недели до того, как оно стало различимым в видимом свете.
«В этом заключается уникальность SRGe J131014.2+444 — мы увидели ранние стадии разрушения звезды», — говорит ведущий автор открытия член-корреспондент РАН Марат Гильфанов, ведущий научный сотрудник отдела астрофизики ИКИ РАН. — Мы ожидаем, что международная кампания по наблюдениям этого объекта позволит лучше понять физику таких явлений».
Позже к слежению за источником подключилась обсерватория Swift (NASA). По итогам наблюдений было показано, что спектр в рентгеновском и ультрафиолетовом свете близок к ожидаемому от стандартного аккреционного диска. Детальный анализ полученных данных позволит измерить массу сверхмассивной черной дыры и темп аккреции. Наблюдения продолжаются.
«Замечательно, что российские ученые открывают теперь в среднем одно событие приливного разрушения звезд сверхмассивными черными дырами в далеких галактиках каждые десять дней», — говорит академик Рашид Сюняев, научный руководитель орбитальной обсерватории «Спектр-РГ». — О таком потоке уникальных данных никто не мог даже мечтать до запуска обсерватории. Недавно было объявлено, что крупнейший рентгеновский телескоп на спутнике Chandra (NASA) включил в свою научную программу детальные наблюдения пяти таких событий, открытых в ходе второго обзора всего неба телескопом СРГ/eROSITA».
О проекте:
Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Обсерватория должна проработать в космосе не менее 6,5 лет.
По материалам ИКИ РАН