«Спектр-РГ» увидел ранние стадии разрыва звезды сверхмассивной черной дырой
Космическая обсерватория «Спектр-РГ» помогла астрономам увидеть ранние стадии события приливного разрушения звезды сверхмассивной черной дырой в далекой галактике. Свет от источника шел до Земли 2,5 миллиарда лет, дальнейшие наблюдения за ним помогут определить массу сверхмассивной черной дыры и темп аккреции вещества на нее, сообщается на сайте Института космических исследований РАН.
События приливного разрушения звезд представляют для астрофизиков огромный интерес, так как позволяют понять механизмы аккреции вещества на черные дыры и распространенность компактных объектов такого типа в галактиках. Они возникают, когда звезда пролетает достаточно близко от черной дыры, чтобы приливные силы смогли разрушить ее, при этом некоторая часть вещества звезды будет выброшена прочь, а часть сформирует вокруг черной дыры аккреционный диск. При этом ученые пытаются пронаблюдать наиболее ранние этапы подобных событий, так как в этом случае будет возникать более полная картина происходящего.
6–7 июня 2021 года телескоп eROSITA, установленный на космической рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ», обнаружил новый источник мягкого рентгеновского излучения SRGe J131014.2+444315, который ранее не наблюдался. Его спектр можно описать моделью черного тела с температурой 50 электронвольт и потоком излучения 3,8×10-13 эрг на секунду на квадратный сантиметр. Благодаря последующим наблюдениям при помощи оптического телескопа обсерватории Кека удалось определить, что ученые зафиксировали событие приливного разрушения звезды сверхмассивной черной дырой, произошедшее в галактики со значением красного смещения z=0,199. Это означает, что свет от источника до Земли шел 2,5 миллиарда лет.
Кроме этого, данные наблюдений наземной системы ATLAS показали, что активность источника в оптическом диапазоне началась спустя 1-2 недели после регистрации рентгеновского излучения, это означает, что ученые видят ранние стадии разрушения звезды. По данным eROSITA и космического ультрафиолетового телескопа Swift выяснилось, что вокруг черной дыры образовался аккреционный диск, со светимостью близкой к эддингтоновской светимости (при которой сила гравитационного притяжения уравновешивается давлением излучения). Ожидается, что дальнейшие мультиволновые наблюдения за SRGe J131014.2+444315 позволят измерить массу сверхмассивной черной дыры и темп аккреции.
«Спектр-РГ» ведет научные наблюдения с октября 2019 года и занимается созданием детальных карт небесной сферы в мягком и жестком диапазонах рентгеновского излучения с рекордной чувствительностью. Она оснащена двумя телескопами: российским широкоугольным ART-ХС и немецким eROSITA, которые установлены на российской платформе «Навигатор». По плану «Спектр-РГ» должен проработать около 6,5 лет в космосе.
Александр Войтюк
Он продлился 1090 секунд
Астрономы обнаружили самый далекий сверхдлинный гамма-всплеск, который в общей сложности продлился 1090 секунд и обладал двухпиковой структурой. Несмотря на это он в целом похож на обычные длинные гамма-всплески. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Гамма-всплески характеризуются изотропными светимостями около 1051−1053 эрг в секунду, что делает их самыми яркими взрывными событиями, наблюдаемыми во Вселенной. Их делят на длинные (более двух секунд) и короткие (менее двух секунд). Считается, что короткие всплески порождаются слиянием двух компактных объектов, один из которых представляет собой нейтронную звезду, а длинные всплески считаются результатом гравитационного коллапса массивной звезды в черную дыру, хотя возможны исключения. Интерес также представляют редкие всплески с чрезвычайно большой продолжительностью, превышающей тысячу секунд, которые выделяются в отдельный класс сверхдлинных гамма-всплесков. Их прародители могут отличаться от обычных длинных всплесков, возможно ими могут быть голубые сверхгиганты. Группа астрономов во главе с Сибабальвой де Вет (Sibabalwe de Wet) из Кейптаунского университета сообщила об открытии необычного сверхдлинного гамма-всплеска GRB 220627A. Он был обнаружен 27 июня 2022 года космическим гамма-телескопом «Ферми», затем за ним наблюдали космический рентгеновский телескоп «Swift», наземная система MeerLICHT, радиотелескопы ATCA и MeerKAT, а также прибор MUSE, установленный на комплексе телескопов VLT. Отличительной особенностью GRB 220627A стали два отдельных эпизода регистрации гамма-квантов, разделенные промежутком примерно в 600 секунд, в результате чего общая продолжительность всплеска составляет примерно 1090 секунд. Оптическое послесвечение было обнаружено через 0,84 дня после регистрации вспышки Красное смещение источника GRB 220627A составило z = 3,08, что делает его самым далеким сверхдлинным гамма-всплеском, обнаруженным на сегодняшний день. Кривая блеска мгновенного излучения GRB 220627A наиболее похожа на кривую блеска для всплеска GRB 110709B, для которого предлагалась следующая модель для объяснения двух подвсплесков с длительным затишьем между ними: при коллапсе звезды вначале рождался магнитар, который давал первый подвсплеск, а затем магнитар коллапсировал в черную дыру, что порождало второй подвсплеск. При этом спектральные свойства гамма-всплеска и свойства послесвечения GRB 220627A не являются чем-то необычным по сравнению с популяцией уже наблюдавшихся длинных гамма-всплесков, поэтому ученые посчитали, что прародитель всплеска, которым была массивная звезда, врядли был экзотическим, хотя такая возможность полностью не исключается. Предполагается, что окружающая среда вокруг источника всплеска обладает субсолнечной металличностью, а при коллапсе звезды возник джет с углом раскрытия около 4,5 градуса. Ранее мы рассказывали о том, как свойства самого яркого гамма-всплеска в истории объяснили структурированным джетом.