Обзор ZTF зафиксировал рекордную вспышку чёрной дыры в 10 трлн Солнц, вероятно от звезды свыше 30 масс Солнца

Исследователи под руководством Калтеха описали самую мощную и самую далёкую вспышку энергии, когда-либо зарегистрированную у сверхмассивной чёрной дыры, сообщает caltech.edu. Отчёт опубликован в Nature Astronomy. Объект впервые наблюдали в 2018 году Zwicky Transient Facility (ZTF) в обсерватории Паломар Калтеха и обзор Catalina Real-Time Transient Survey; оба проекта финансирует Национальный научный фонд США. caltech.educaltech.educaltech.eduОткрыть источник ↗

Яркость вспышки выросла в 40 раз за несколько месяцев. В максимуме она была в 30 раз ярче любой прежней вспышки чёрной дыры и светила как 10 триллионов Солнц.

Источник, J2245+3743, — активное галактическое ядро (АЯ), то есть чёрная дыра, поглощающая окружающее вещество. Её масса оценивается в 500 миллионов масс Солнца, расстояние — 10 миллиардов световых лет. Вспышка угасает, астрономы продолжают наблюдения.

Из-за космологического замедления времени события там идут медленнее, чем у нас. Ведущий автор Мэтью Грэм пояснил, что семь лет на Земле соответствуют двум годам в источнике, так что событие воспроизводится в четверть скорости. caltech.educaltech.educaltech.eduОткрыть источник ↗

Приливное разрушение звезды как вероятная причина

Авторы рассмотрели ряд возможных объяснений и пришли к выводу, что наиболее вероятно приливное разрушение звезды (TDE). В таком событии гравитация сверхмассивной чёрной дыры разрывает звезду, подошедшую слишком близко, и звезда постепенно поглощается по мере падения по спирали. По оценке команды, в этом случае масса звезды составляла не менее 30 масс Солнца.

Вспышка продолжается, что указывает на то, что звезда ещё не поглощена полностью. Грэм сравнил её с рыбой, которая застряла на полпути в глотке кита. Соавтор К. Э. Саавик Форд заявила, что сверхновые недостаточно яркие, чтобы объяснить вспышку.

Предыдущий рекордный кандидат, получивший прозвище Scary Barbie (ZTF20abrbeie), был в 30 раз слабее. Масса его звезды оценивается от трёх до 10 масс Солнца. Большинство из примерно 100 известных TDE происходит не вокруг АЯ, чья собственная активность питания может маскировать вспышки TDE. Эта вспышка была достаточно велика, чтобы её легко было заметить. caltech.educaltech.educaltech.eduОткрыть источник ↗

Такие массивные звёзды редки. По словам Форд, команда считает, что звёзды внутри диска АЯ могут вырасти крупнее, поскольку вещество диска осаждается на них.

Как проверяли яркость

В 2018 году команда получила спектр на 200-дюймовом телескопе Хейла в Паломаре, и он не показал ничего необычного. В 2023 году исследователи заметили, что вспышка затухает медленнее ожидаемого. Второй спектр, полученный в обсерватории W. M. Keck на Гавайях, указал на экстремальную яркость объекта.

Нужно было также проверить, не направлен ли свет в сторону Земли, а не излучается во все стороны. Данные бывшей миссии NASA WISE помогли исключить это. После того как были отброшены и другие сценарии, исследователи заключили, что J2245+3743 — самая яркая вспышка чёрной дыры из всех зарегистрированных. caltech.educaltech.educaltech.eduОткрыть источник ↗

Форд сказала, что энергия, выделенная с начала наблюдений, равна превращению всего Солнца в энергию по формуле E = mc2. Исследователи отмечают, что обнаружение такого события говорит о вероятности подобных событий в других частях космоса.