Чёрные дыры могут «возвращаться» к активности спустя годы после поглощения звезды
Астрономы обнаружили, что сверхмассивные чёрные дыры могут продолжать проявлять активность спустя годы после того, как поглотили звезду. Речь идёт о явлении, при котором чёрная дыра после разрушения звезды способна выбрасывать потоки вещества, сталкивающиеся с окружающим газом и создающие мощное радиоизлучение. Учёные образно описывают этот процесс как «космическую отрыжку», возникающую с заметной задержкой.
Сильное гравитационное поле чёрной дыры приводит к разрушению звезды, если она слишком близко подойдёт к горизонту событий. Этот процесс известен как приливное разрушение звезды. В ходе него звезда вытягивается в тонкие потоки вещества, так называемую «спагеттификацию», и постепенно распадается, формируя аккреционный диск вокруг чёрной дыры.
Такие события обычно сопровождаются яркими вспышками в оптическом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах, которые со временем затухают. Долгое время считалось, что после исчезновения этих сигналов активность чёрной дыры, связанная с поглощённой звездой, прекращается. Однако новые наблюдения показали, что радиоизлучение может возникать значительно позже основного события.
Данные, полученные с помощью радиотелескопа Very Large Array, показали, что примерно 40 процентов таких событий сопровождаются отложенными радио-вспышками, возникающими спустя месяцы или даже годы после разрушения звезды. Это указывает на то, что процесс аккреции и выброса энергии может быть более длительным и сложным, чем предполагалось ранее.
Одна из исследовательниц, Кейт Александер из Университета Аризоны, отмечает, что ранее учёные ожидали завершения активности вскоре после затухания видимого излучения. Однако продолжительные наблюдения показали, что чёрные дыры способны «возвращаться» к активности спустя длительное время, проявляя себя в радио-диапазоне.
Анализ 91 события приливного разрушения, зафиксированного с 1990 по 2019 год, показал, что 31 из них сопровождалось такими отложенными радио-вспышками. Исследователи сопоставили данные разных диапазонов излучения и установили, что задержанные выбросы возникают при определённых условиях аккреции вещества.
Учёные пришли к выводу, что такие «поздние вспышки» могут возникать как в случае слишком быстрого, так и слишком медленного поглощения вещества чёрной дырой. В обоих случаях часть материала не успевает полностью аккрецироваться и выбрасывается наружу, сталкиваясь с окружающей средой и формируя радиоизлучение.
Также было установлено, что события с отложенными вспышками имеют характерные спектральные признаки, включая усиленные линии гелия в первоначальном оптическом сигнале. Это может указывать на особенности процесса разрушения звезды и последующего формирования аккреционного диска.
Исследователи отмечают, что стандартная практика прекращать наблюдения через год после события может приводить к потере важных данных о долгосрочной эволюции таких процессов. Они предлагают продлевать наблюдения как минимум на несколько лет, чтобы лучше понимать динамику «посмертной» активности чёрных дыр.
Исследование в журнале The Astrophysical Journal.