Астрономы из Массачусетского технологического института (MIT), Колумбийского университета и других научных учреждений использовали космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для изучения пыльных галактик. Они обнаружили несколько событий приливного разрушения — случаев, когда центральная чёрная дыра галактики притягивает близлежащую звезду и создаёт приливные силы, разрывающие звезду на части.
Скрытые события приливного разрушения
В отличие от активных галактик, которые постоянно притягивают окружающий материал, эти чёрные дыры находятся в спящем состоянии. Они ненадолго пробуждаются, чтобы поглотить проходящую звезду.
Исследователи сообщают, что JWST впервые наблюдал несколько событий приливного разрушения. Они изучили сигналы из четырёх пыльных галактик, где, по их предположениям, произошли такие события. В пыли JWST обнаружил чёткие признаки аккреции чёрной дыры — процесса, при котором материал, такой как звёздные обломки, вращается и в конечном итоге падает в чёрную дыру.
Телескоп также обнаружил закономерности, которые сильно отличаются от пыли, окружающей активные галактики, где центральная чёрная дыра постоянно притягивает окружающий материал.
Наблюдения подтверждают, что в каждой из четырёх галактик действительно произошло событие приливного разрушения. Более того, исследователи пришли к выводу, что четыре события были результатом не активных, а спящих чёрных дыр, которые практически не проявляли активности, пока мимо не пролетала звезда.
Новые результаты
Новые результаты подчёркивают потенциал JWST для детального изучения скрытых событий приливного разрушения. Они также помогают учёным выявить ключевые различия в среде вокруг активных и спящих чёрных дыр.
«Это первые наблюдения JWST за событиями приливного разрушения, и они не похожи ни на что, что мы когда-либо видели раньше», — говорит ведущий автор Меган Мастерсон, аспирантка Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института.
Исследование проводилось авторами из MIT — Христосом Панайоту, Эрин Кара, Анной-Кристиной Эйлерс, а также Кишалаем Де из Колумбийского университета и сотрудниками из других учреждений.
Поиск света
Новое исследование основано на предыдущей работе команды с использованием другого инфракрасного детектора — миссии NASA NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer). Используя алгоритм, разработанный соавтором Кишалаем Де из Колумбийского университета, команда проанализировала данные телескопа за десятилетие, ища инфракрасные «переходные процессы» — короткие всплески инфракрасной активности в тихих галактиках, которые могли быть сигналами о том, что чёрная дыра ненадолго пробудилась и поглотила проходящую звезду.
В ходе поиска было обнаружено около дюжины сигналов, которые группа определила как вероятные продукты события приливного разрушения.
Настоящий сигнал
В своей новой работе группа искала пик в инфракрасном диапазоне, который мог быть произведён только аккрецией чёрной дыры — процессом, при котором материал притягивается к чёрной дыре в циркулирующем диске газа. Этот диск производит огромное количество радиации, которое настолько интенсивно, что может выбивать электроны из отдельных атомов.
Исследователи искали этот «дымящийся» сигнал в четырёх из 12 кандидатов в события приливного разрушения, которые они ранее идентифицировали. Эти сигналы включают:
* ближайшее событие приливного разрушения, обнаруженное на сегодняшний день, расположенное в галактике примерно в 130 миллионах световых лет от нас;
* событие приливного разрушения, которое также демонстрирует всплеск рентгеновского излучения;
* сигнал, который мог быть произведён газом, циркулирующим с невероятно высокими скоростями вокруг центральной чёрной дыры;
* сигнал, который также включал оптическую вспышку, которую учёные ранее подозревали в том, что это сверхновая или коллапс умирающей звезды, а не событие приливного разрушения.
«Эти четыре сигнала были настолько близки к тому, чтобы быть уверенными, насколько мы могли», — говорит Мастерсон. «Но данные JWST помогли нам окончательно сказать, что это настоящие события приливного разрушения».
Исследование было частично поддержано NASA.
Статья: «Первое представление JWST о событиях приливного разрушения: компактные, вызванные аккрецией эмиссионные линии и сильное излучение силикатов в инфракрасном диапазоне в выборке, отобранной по данным наблюдений в инфракрасном диапазоне».