27 декабря 2019 года специалисты проекта "Спектр-РГ" зафиксировали очень яркий рентгеновский источник на месте обычной галактики, которая никогда не проявляла признаков наличия активного ядра. Уже через два дня уярчение той же галактики зарегистрировала американская система обнаружения оптических вспышек на небе Zwicky Transient Facility (ZTF). Однако на это событие тогда никто не обратил внимания, даже сотрудники знаменитого Калифорнийского технологического института, где, собственно, и обрабатываются данные ZTF.
Еще через месяц загадочный рентгеновский источник случайно уловил рентгеновский телескоп XRT на американском спутнике Swift имени Герелса наводясь на сверхновую в направлении, близком к интересующей нас галактике. Российские ученые, обработав данные СРГ/еРОЗИТА, сообщили коллегам со всего мира о том, что по совокупности своих свойств данный объект подобен наблюдавшимся до этого случаям разрыва звезд приливными силами сверхмассивной черной дыры в центре этой галактики.
Схема разрушения звезды под действием приливных сил вблизи сверхмассивной черной дыры. Изображение (с) И.Хабибуллин, ИКИ РАН, 2020
На схеме видно, как нормальная звезда, движущаяся по параболической орбите вокруг черной дыры, оказывается на достаточно малом расстоянии от нее. При этом приливные силы (подобные хорошо известным приливам в океане под действием Луны) становятся настолько велики, что способны привести к потере звездой значительной части ее массы или даже полному ее разрушению.
Часть этого вещества приобретает скорость, достаточную для убегания из непосредственной окрестности черной дыры, другая же часть оказывается захваченной гравитацией и образует быстро вращающийся диск вокруг черной дыры.
Между слоями газового диска происходит турбулентное трение. Это приводит к продвижению вещества к черной дыре. При этом вещество в диске разогревается до десятков и сотен миллионов градусов, интенсивно излучая в рентгеновском диапазоне. В таких ситуациях светимость аккреционного диска может в десятки и даже сотни раз превышать светимость всей галактики. Дело раскрыто, господа.
На сегодняшний день данный объект также наблюдался американской обсерваторией NuSTAR и крупнейшей рентгеновской космической обсерваторией НАСА Chandra. Поток его излучения практически не ослаб за всё это время. Легко оценить, какую массу вещества должна была поглотить черная дыра, чтобы обеспечить наблюдаемую лишь в рентгеновском диапазоне светимость ядра в течении почти двух месяцев. Эта величина заметно превосходит массу планеты или астероида.
Комментирует Научный руководитель миссии академик Рашид Алиевич Сюняев:
«Сканируя небо, наш спутник обнаружил ярчайший в рентгеновских лучах объект, от которого практически не было оптического излучения. При этом в рентгеновском диапазоне светимость этого объекта в десять тысяч раз превышала оптическую светимость целой галактики, в которой находился этот удивительный объект. Энерговыделение в нем сравнимо с излучением 100 миллиардов солнц во всех диапазонах электромагнитного излучения.
Мы были удивлены. Естественным объяснением такого сильного рентгеновского излучения может быть лишь гибель звезды, которая слишком приблизилась к сверхмассивной черной дыре. Мощные приливные силы буквально разорвали звезду.
Ее вещество по спирали падает сейчас в эту черную дыру. Соседние слои газа, вращающиеся вокруг нее, сталкиваются и нагреваются до температур в десятки миллионов градусов, излучая рентгеновские лучи.
Мы опубликовали координаты этого уникального рентгеновского источника. Сегодня уже не только наши специалисты наблюдают за этим объектом, но и три американских рентгеновских спутника. И на протяжении двух месяцев яркость рентгеновских лучей не снижается. Чтобы обеспечить такой колоссальный наблюдаемый поток рентгеновского излучения, черная дыра должна была поглотить за эти два месяца по меньшей мере один процент массы Солнца.
Конечно, данных пока не так много. Но в этой галактике произошло что-то очень необычное, ведь она находится очень далеко от нас и рентгеновские лучи, которые обнаружил наш спутник, пришли к нам с гигантского расстояния в 1 млрд. 300 млн. световых лет».
И такие явления, видимо, – не редкость. Впечатление, что мы видим сейчас второй подобный объект в другой галактике, находящейся вдвое ближе к нам.
Благодаря наблюдениям на 1,6-метровом телескопе АЗТ-33 ИК Саянской солнечной обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН у границы с Монголией удалось выяснить, что свет от наблюдаемой галактики шел до нас более 1 миллиарда лет. В ходе более чем 2-месячного обзора спутником «Спектр-РГ» четверти небесной сферы уже обнаружено несколько источников-кандидатов в события приливного разрушения звезд. О результатах первичного исследования наиболее ярких из них было сообщено в «Астрономических телеграммах» — коротких уведомлениях мирового астрономического сообщества. Такие источники очень редки и связаны с весьма редкими и экзотическими ситуациями.
18 февраля российские ученые сообщили всему миру координаты второго по яркости в рентгеновских лучах кандидата в приливное разрушение звезды сверхмассивной черной дырой. 22 февраля американская система обнаружения оптических вспышек на небе Zwicky Transient Facility (ZTF) объявила об обнаружении этой вспышки уже в оптических лучах.
Важнейшее отличие этих двух кандидатов в приливное разрушение звезд черными дырами от тех, что исследовались ранее и были открыты первоначально по вспышке в оптических лучах в том, что вспыхнувшие источники СРГ/еРОЗИТЫ излучают в рентгене в сотни и тысячи раз больше энергии, чем в оптических лучах.
Всего же за все время обзора обсерватория «Спектр-РГ» уже обнаружила и нанесла на карту более 75 тысяч источников. Большинство из них — далекие сверхмассивные черные дыры, скопления галактик, о существовании многих из которых никто не знал ранее, а также вспыхивающие звезды и белые карлики в нашей Галактике.
Фотографии представлены пресс-центром ИКИ РАН
