Марс не мёртв: как космические лучи могут сделать возможной жизнь под землёй
Они построили эту пирамиду возрастом 5500 лет — без металлических инструментов и колёс
Континенты Земли высыхают быстрее, чем когда-либо
Открытие спящих гигантов
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) впервые зафиксировал события приливного разрушения (TDE) — мощные космические явления, при которых сверхмассивные чёрные дыры разрывают проходящие мимо звёзды.
С 1990-х годов астрономы документировали TDE, в основном в галактиках с небольшим количеством газа и пыли. Эти события происходят, когда орбита звезды приближает её слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре, чьи огромные гравитационные силы растягивают и разрывают звезду. Этот процесс, известный как спагеттификация, создаёт интенсивное излучение, позволяя учёным наблюдать эти бурные явления в разных диапазонах волн.
Однако эти события было трудно обнаружить в галактиках, окутанных толстыми слоями газа и пыли. Свет в оптическом и рентгеновском диапазонах с трудом проникает через эти плотные облака, оставляя эти космические зрелища скрытыми от глаз. Именно здесь и появился JWST. Благодаря инфракрасной чувствительности телескопа астрономы смогли заглянуть сквозь пыль и обнаружить TDE, которые в противном случае остались бы скрытыми.
Меган Мастерсон, исследователь Массачусетского технологического института и руководитель группы исследования, отметила: «Это первые наблюдения JWST за событиями TDE, и они не похожи ни на что, что мы когда-либо видели ранее».
Взгляд сквозь космическую завесу
Чтобы провести эти новаторские наблюдения, команда сосредоточилась на четырёх пыльных галактиках, где предполагалось наличие TDE. Используя JWST, они обнаружили уникальную инфракрасную сигнатуру, связанную с процессом аккреции чёрной дыры. Этот «отпечаток пальца» возникает, когда мощное излучение аккреционного диска чёрной дыры лишает близлежащие атомы электронов — процесс, известный как ионизация. В частности, ионизация неона создаёт инфракрасное излучение на очень специфической длине волны — явный признак, который может генерировать только аккреция чёрной дыры.
Поиски команды в 12 предполагаемых местах пыльных TDE позволили обнаружить этот «отпечаток» неона в четырёх из них. Примечательно, что среди этих открытий был обнаружен самый близкий к Земле TDE, расположенный в 130 миллионах световых лет. Это подтвердило, что сверхмассивные чёрные дыры действительно поглощают звёзды в галактиках, ранее скрытых пылью.
Спящие чёрные дыры пробуждаются
Одно из самых интригующих открытий, сделанных в ходе этих наблюдений, — природа сверхмассивных чёрных дыр. Команда хотела определить, были ли эти чёрные дыры всегда активны, непрерывно питаясь окружающим газом и пылью, или они были спящими, пробуждаясь только тогда, когда звезда подходила слишком близко.
Данные выявили резкие различия между средами активных чёрных дыр и теми, что наблюдались в исследовании. В активных галактиках пылевые облака, как правило, образуют кусковые кольца в форме пончиков вокруг чёрных дыр, постоянно снабжая их веществом.
Однако JWST обнаружил отчётливые закономерности в четырёх изученных пыльных галактиках, предполагая, что сверхмассивные чёрные дыры не находились в состоянии постоянной подпитки. Вместо этого они казались спящими, ожидая, пока звезда не приблизится слишком близко.
Новый рубеж в исследовании чёрных дыр
Эти открытия открыли новую главу в изучении аккреции чёрных дыр. Хотя TDE наблюдались и ранее, они часто были скрыты в галактиках с большим количеством газа и пыли, что делает это исследование новаторским.
В дальнейшем астрономы намерены обнаружить больше таких скрытых TDE, чтобы лучше понять, сколько материала поглощают и выбрасывают сверхмассивные чёрные дыры. Как объяснила Мастерсон: «Фактический процесс поглощения чёрной дырой всего этого звёздного материала занимает много времени. Это не мгновенный процесс. И, надеюсь, мы сможем начать исследовать, сколько времени занимает этот процесс и как выглядит окружающая среда».