Ученые застали черную дыру за «поеданием» звезды в далекой галактике

Международная группа ученых с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) и Телескопа Новой Технологии (NTT), принадлежащих Европейской Южной Обсерватории (ESO), провела детальные исследования исключительно яркой вспышки в далекой галактике и пришла к выводу, что ее источником может являться не мощнейший взрыв сверхновой звезды, а еще более редкое и экстремальное явление — разрушение вращающейся черной дырой светила, подлетевшего к дыре слишком близко.

Яркая вспышка, получившая название ASASSN-15lh, была обнаружена в 2015 г. в ходе автоматического обозрения неба All Sky Automated Survey for SuperNovae, целью которого является регистрация вспышек сверхновых. Первоначально вспышку в галактике, удаленной от Земли на 4 млрд световых лет, классифицировали как беспрецедентно яркую сверхновую, в которую превратилось светило очень большой массы. Яркость вспышки вдвое перекрыла установленный до этих пор рекорд яркости сверхновых за всю историю их наблюдений. В момент наибольшего блеска объект излучал энергию, в 20 раз превосходящую весь световой поток Млечного Пути.

«Проанализировав наблюдения источника излучения в течение десяти месяцев после взрыва мы пришли к выводу, что он вряд ли является вспышкой яркой сверхновой. Наши результаты показывают, что это событие, вероятно, связано с быстровращающейся сверхмассивной черной дырой, которая разрушила звезду небольшой массы», - считает руководитель группы астрофизиков Гиоргос Лелудас (Giorgos Leloudas) из Вейцмановского института (Weizmann Institute of Science) в Израиле.

Согласно этому сценарию, исключительно сильное гравитационное воздействие сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики, разорвало солнцеподобную звезду, оказавшуюся слишком близко.

Художественное изображение быстровращающейся сверхмассивной черной дыры, окруженной аккреционным диском. Этот тонкий вращающийся диск состоит из остатков звезды солнечного типа, разорванной приливными силами черной дыры. Ударные волны в сталкивающихся фрагментах разрушенной звезды и тепловая энергия, выделяющаяся при аккреции, дают мощную световую вспышку, похожую на взрыв сверхновой. Источник: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Таких событий, называемых приливным разрушением, до сих пор наблюдалось всего около десяти. В ходе приливного разрушения звезда буквально “превращается в спагетти”. Ударные волны в сталкивающихся фрагментах звезды и тепло, выделяющееся при аккреции, приводят к колоссальному выделению световой энергии, которое и выглядит как вспышка гигантской сверхновой, хотя при обычных условиях эта звезда никогда не превратилась бы в сверхновую: ее масса для этого недостаточна.

Ученые собрали несколько независимых доказательств того, что данное событие было именно приливным разрушением, а не вспышкой яркой сверхновой, но в тоже время исследователи признают, что и классическое приливное разрушение тоже не дает адекватного объяснения данному событию. Член группы ученых Николас Стоун из Колумбийского университета в США считает: «Модель приливного разрушения, которую мы предлагаем, не будет в данном случае работать, если мы рассматриваем не вращающуюся сверхмассивную черную дыру. Поэтому мы считаем, что событие ASASSN-15lh было приливным разрушением, вызванным очень необычным видом черной дыры».

Масса галактики, в которой произошла вспышка, позволяет оценить массу сверхмассивной черной дыры в ее центре как минимум в 100 млн солнечных масс.

А черная дыра такой массы не могла бы разрушать звезды вне своего горизонта событий — границы, внутри которой ничто не может преодолеть гравитационного притяжения черной дыры и вырваться наружу, считают ученые. Однако, если черная дыра относится к особому типу быстровращающихся, так называемых керровских черных дыр, то ситуация меняется и это ограничение неприменимо.

Европейская Южная Обсерватория (ESO, The European Southern Observatory) -- крупнейшее межгосударственное астрономическое учреждение в Европе и самая продуктивная астрономическая обсерватория мира. ESO обеспечивает доступ к новейшему исследовательскому оборудованию для астрономов Австрии, Бельгии, Бразилии, Германии, Дании, Испании, Италии, Нидерландов, Польши, Португалии, Соединенного Королевства, Финляндии, Франции, Чехии, Швеции и Швейцарии. Еще несколько стран выражают интерес к членству в ESO.

С 2011 года ESO ведет переговоры о присоединении к обсерватории России, но пока –  безрезультатно. Сегодня ESO возводит Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп (The European Extremely Large Telescope): 39-метровый инструмент оптического и ближнего ИК—диапазонов, оптика которого позволит превзойти «Хаббл» и получать сверхчеткие изображения, разрешение которых будет в 15 раз выше, чем космической обсерватории. E-ELT начнет работать в начале 2020-х годов и станет самым большим оптическим телескопом в истории. Его зеркало диаметром 39 метров (диаметр зеркала самых больших современных телескопов составляет 10 метров) будет состоять из 798 шестиугольных сегментов размером 1,4 метра.

Присоединение России к ESO позволит ученым из РФ получить доступ ко всем уникальным инструментам и результатам исследований обсерватории и может придать мощнейший импульс в развитии астрофизических исследований. Но далеко не все специалисты в России считают вступление в ESO правильным.

В 2016 году новый директор Пулковской обсерватории Назар Ихсанов заявил, что России нет смысла вступать в Европейскую Южную Обсерваторию, потому что для этого нужен взнос, примерно равный всем расходам России на астрономию. В тоже время он отметил, что российские исследователи уже сейчас могут работать на телескопах ESO в Чили, даже если Россия формально туда не вступит.

Андрей Ретингер, журналист-международник