Загадочная вспышка в космосе выдала черную дыру-невидимку
В октябре 2022 года астрономы заметили странную вспышку. Она была яркой, короткой и находилась совсем не там, где обычно происходят такие события. Лишь спустя три года анализа стало ясно: ученые впервые зафиксировали, как черная дыра промежуточной массы разрывает звезду. Открытие может закрыть одно из самых досадных белых пятен в астрофизике, пишет Space.com.
Что такое AT2022zod и чем она удивила ученых
Событие, получившее обозначение AT2022zod, произошло в галактике SDSS J105602.80+561214.7 на расстоянии 1,5 млрд световых лет от нас. Вспышка длилась чуть больше месяца — с 13 октября по 18 ноября 2022 года, и для космических масштабов это мгновение.
По всем признакам это было приливное разрушение звезды (TDE). Так астрономы называют ситуации, когда звезда подходит слишком близко к черной дыре и ее разрывает гравитацией. Половина вещества падает в дыру, половина выбрасывается в космос на околосветовых скоростях, и все это сопровождается яркой вспышкой. Но в AT2022zod было две странности.
Странности
Обычно такие события происходят в центрах галактик — там, где сидят сверхмассивные черные дыры массой в миллионы и миллиарды солнц. А эта вспышка полыхнула в 10 000 световых лет от центра.
«AT2022zod имеет все характеристики TDE, но она очень короткая по сравнению с ранее зарегистрированными событиями, при этом оставаясь очень энергичной», — объясняет руководитель группы Кристен Дейдж из университета Кертин в Австралии.
Вторая странность: обычные TDE на таком расстоянии видны сотни дней, а то и лет, но эта погасла за месяц. Короткая длительность — ключевая подсказка: если событие короткое, значит, черная дыра должна быть меньше по массе. Время жизни вспышки напрямую зависит от размера «монстра».
Охота на невидимку
Астрономы давно знают, что черные дыры бывают двух основных типов: звездной массы (от трех до сотен масс Солнца) и сверхмассивные (миллионы и миллиарды). Но теория говорит, что должен быть и промежуточный класс — от тысяч до сотен тысяч масс Солнца. Без них непонятно, как сверхмассивные дыры вообще вырастают: слишком велик разрыв между скромными «звездными» и гигантскими «галактическими».
Проблема в том, что промежуточные черные дыры почти невозможно обнаружить. Они слишком малы, чтобы влиять на всю галактику, и слишком велики, чтобы рождаться при коллапсе одной звезды. «Трудно переоценить, как плохо мы умеем находить промежуточные черные дыры. Число кандидатов, получивших хоть какое-то согласие в сообществе, можно пересчитать по пальцам», — говорит Дейдж.
AT2022zod дала уникальный шанс: короткая вспышка вдали от центра галактики — именно то, что должна производить промежуточная черная дыра, когда поймает звезду в плотном звездном скоплении. Раз вспышка произошла не в центре, значит, звезда жила в каком-то плотном скоплении — шаровом скоплении или ультракомпактной карликовой галактике. Такие системы набиты старыми звездами, которые тесно общаются друг с другом, сталкиваются, сливаются и вполне могут порождать черные дыры промежуточных масс.
Правда, с такого расстояния невозможно разглядеть, было ли это шаровое скопление. Но сам факт обнаружения TDE вдали от центра дает астрономам карту: ищите вспышки в скоплениях, и вы найдете промежуточные дыры. Результаты исследования доступны в препринте на сайте arXiv.
