Таинственная сила уничтожила кольцо плазмы вокруг черной дыры

Черная дыра - тяжелое ядро галактики под названием 1ES 1927 + 654 - была видна с Земли из-за своей короны, кольца перегретых частиц вихревого потока вокруг ее горизонта событий, или точки невозврата для падающего вещества. В этом положении вещей не было ничего особенного; во всем космосе астрономы могут обнаружить сверхмассивные черные дыры благодаря своим светящимся коронам. И эта корона была расположена внутри, казалось бы, обычного активного галактического ядра (AGN), или большей области пыли, газа и звездных скоплений.

Но в марте 2018 года корона этой черной дыры ненадолго засияла очень ярко. Автоматизированная съемка сверхновых звезд (ASSASN), созданная группой из 24 телескопов Университета штата Огайо по всему миру, предназначенных для охоты на сверхновые, показала 40-кратное увеличение яркости.

«Это было AGN, о котором мы как бы знали и оно не было особенным», - говорится в заявлении Эрин Кара, физика MIT и ведущего автора исследования. «Затем мы заметили, что это заурядное AGN внезапно стало ярким, что привлекло наше внимание, и мы начали направлять множество других телескопов на множество других длин волн, чтобы посмотреть на него».

Загорелось AGN довольно внезапно, после чего оно также внезапно потускнело. Черная дыра в его центре - которую лучше всего можно увидеть с помощью рентгеновских телескопов - казалось, стала в 10 000 раз меньше, чем за год до этого.

«Мы ожидаем, что такие большие изменения яркости должны меняться от многих тысяч до миллионов лет», - сказала Кара. «Но в этом объекте мы видели, как он менялся на 10000 за год, и даже за 100 часов он изменился в 100 раз, что совершенно неслыханно и поразительно».

Затемнение не длилось долго. После начального 8-часового периода затемнения корона продолжала тускнеть большую часть следующего года. Затем, через несколько месяцев, черная дыра снова загорелась. Теперь это выглядит почти так же, как и до того, как корона вспыхнула и исчезла.

Так что же случилось? Ученые не уверены, но у Кара и ее коллег есть теория.

Астрономы обнаруживают черные дыры главным образом из-за их аккреционных дисков, круговоротов материи, вокруг которых корона является самой внутренней и самой быстро движущейся частью. Большая часть вещества в аккреционном диске в конечном итоге попадает в черную дыру, но только после длительного периода круговорота на стоке.

Для того, чтобы что-то выпало из аккреционного диска в черную дыру, физики думают, что что-то должно толкнуть этот объект. Обычно виновником является турбулентность. Но если что-то тяжелое, возможно, звезда, врезалось в корону 1ES 1927 + 654, звезда могла бы сломаться и повредить аккреционный диск настолько, чтобы сразу же выбросить орбитальную материю. Исследователи называют это событие «периодическим нарушением».

В этом случае первой яркой вспышкой, вероятно, была звезда, открывшаяся, когда она ударилась о корону. Массивная гравитация черной дыры ошеломила бы гравитацию, удерживающую звезду вместе, разорвав ее на части.

Резкое 8-часовое падение яркости было бы первым приливным нарушением аккреционного диска. Целая куча газа, пыли и плазмы, которые находились в аккуратных кругах до прихода звезды, внезапно упали бы за горизонт событий после столкновения со звездой. И затем дальнейшее затемнение в течение нескольких месяцев было бы оставшимся растрескавшимся веществом, выпадающим из ныне нестабильной орбиты.

Если это то, что действительно произошло, то это большое открытие.

Ученые знают, что при таких размерах, как имеет черная дыра 1ES 1927 + 654, звезда должна была бы пройти как можно ближе к точке в 75 млн км, чтобы быть втянутой. И если звезда разорвала магнитные поля черной дыры после распада на этом расстоянии, это говорит о том, что линии короны и магнитного поля находятся примерно так же далеко от черной дыры. С Земли короны черных дыр слишком близки к своим центральным особенностям, чтобы непосредственно измерить соответствующие расстояния. Так что это большое открытие, пишет LiveScience.

«Учитывая то обстоятельство, что это событие произошло из-за звездного приливного разрушения, это будет одним из самых строгих ограничений, которые у нас есть, в отношении того, где должна существовать корона», - сказала Кара. «Мы хотим следить за этим.... Он все еще находится в этом необычном состоянии высокого потока, и, возможно, он снова сделает что-то сумасшедшее, поэтому мы не хотим пропустить это».