Астрономам, возможно, удалось проследить за поглощением звезды чёрной дырой

Результаты наблюдений на космическом телескопе XMM-Newton говорят о том, что яркий рентгеновский источник, лежащий в направлении центра галактики IC 4765-f01-1504, появился в результате приливного разрушения звезды.

Космический телескоп XMM-Newton отыскал рентгеновский источник 2XMMi J184725.1-631724, появление которого, вероятно, было вызвано приливным разрушением звезды.

В центральной области многих галактик располагаются сверхмассивные чёрные дыры (СЧД), но лишь небольшая их часть проявляет активность, а остальные находятся в состоянии покоя, что затрудняет их исследование. Реальный шанс обнаружить и охарактеризовать «спящую» СЧД дают приливное разрушение светила, подошедшего к чёрной дыре на опасное расстояние, и следующая за этим аккреция вещества. По современным оценкам, частота подобных событий составляет около 10–4 в пересчёте на один год и одну галактику.

Сейчас астрономам известно около десяти кандидатов на роль вспышек, вызванных аккрецией вещества погибшей звезды. Практически все они были зарегистрированы космическими обсерваториями ROSAT, XMM-Newton и GALEX; недавно мы сообщали об одной вспышке в созвездии Дракона, найденной орбитальным аппаратом Swift.

Приливное разрушение звезды, сблизившейся с чёрной дырой (иллюстрация НАСА / CXC / M. Weiss).
Приливное разрушение звезды, сблизившейся с чёрной дырой (иллюстрация НАСА / CXC / M. Weiss).

Новый рентгеновский источник наблюдался в сентябре 2006-го и апреле 2007-го всеми тремя камерами прибора EPIC, установленного на борту XMM-Newton. В октябре 1992 года ту же область неба изучал ROSAT, но никаких следов 2XMMi J184725.1-631724 эти архивные данные не сохранили. По просьбе авторов работы, представляющих разные институты Франции, Чили, США и Австралии, в феврале 2011-го на 2XMMi J184725.1-631724 был направлен телескоп Swift, однако ему также не удалось выделить излучение источника на общем фоне.

Быстрое исчезновение источника сразу делает гипотезу о его связи с приливным разрушением звезды, которая взаимодействовала с СЧД с массой в 105–106 солнечных, одной из самых убедительных. Как считается, яркость такой вспышки должна быстро (в течение полугода) нарастать, а её «угасание» растягивается на месяцы или несколько лет, причём светимость падает пропорционально времени, взятому в степени –5/3. Поскольку в сентябре 2006-го 2XMMi J184725.1-631724 был более тусклым, можно предположить, что это измерение попало в фазу нарастания светимости, а следующее, выполненное через 211 дней, пришлось на период её уменьшения. Если всё было именно так, в феврале 2011 года светимость должна была сократиться (по сравнению с апрелем 2007-го) примерно в 20 раз, и эта оценка даёт вполне логичное объяснение результатам наблюдений Swift.

В пользу упомянутой гипотезы также свидетельствует мягкость рентгеновского спектра 2XMMi J184725.1-631724, который становится неотличим от фона уже на энергии в 2 кэВ. Кроме того, источник лежит в направлении центра галактики IC 4765-f01-1504, где и должна находиться СЧД. Оптический спектр IC 4765-f01-1504, снятый астрономами в марте этого года с помощью телескопа «Джемини-юг», дал возможность определить красное смещение для галактики (z = 0,0353, что примерно соответствует дистанции в 500 млн световых лет) и показал, что её СЧД находится в «спящем» состоянии.

Отличительной чертой 2XMMi J184725.1-631724 называют его нестабильность. На рисунке ниже показано, как быстро и насколько значительно варьируется скорость счёта фотонов, приходящих от источника; по мнению учёных, эти колебания вызваны естественными изменениями скорости аккреции на СЧД.

Уничтожение звезды сверхмассивной чёрной дырой галактики RXJ1242-11, вспышка в которой принадлежит к упомянутой выше группе кандидатов:

Скорость счёта фотонов с энергией 0,2–2,0 кэВ, испускаемых 2XMMi J184725.1-631724. Приведены данные с одной из трёх камер EPIC. Верхний график соответствует наблюдениям в сентябре 2006-го, нижний — апрелю 2007-го. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)
Скорость счёта фотонов с энергией 0,2–2,0 кэВ, испускаемых 2XMMi J184725.1-631724. Приведены данные с одной из трёх камер EPIC. Верхний график соответствует наблюдениям в сентябре 2006-го, нижний — апрелю 2007-го. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)

Полную версию отчёта опубликует издание Astrophysical Journal; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Сиднейского университета.

11 Августа 2011, 3:45    Den    3542    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.