Спящие черные дыры практически невидимы для наблюдателей. Их присутствие становится очевидным только в момент, когда они поглощают звезду — явление, известное как событие приливного разрушения (Tidal Disruption Event, TDE). В этот момент гравитация черной дыры разрывает звезду на части, создавая аккреционный диск из газа, который ярко вспыхивает в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом диапазонах света.
Основная проблема обнаружения таких событий заключается в космической пыли. Если TDE происходит в галактике с высоким содержанием пыли, облака этой пыли поглощают и блокируют рентгеновское, ультрафиолетовое и видимое излучение. В результате вспышка становится невидимой для большинства телескопов, и ученые исторически недосчитывались значительной части таких космических катаклизмов.
Решение этой проблемы лежит в инфракрасном диапазоне. Пыль, поглотившая энергию от вспышки TDE, нагревается и переизлучает эту энергию в виде инфракрасного света. По сути, пылевое облако создает своеобразное «эхо» события, которое можно зафиксировать. Именно на этой особенности и было построено новое исследование.
Ключевым инструментом для обнаружения этих скрытых событий стал космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Его исключительная чувствительность в широком диапазоне инфракрасных волн позволяет проникать сквозь плотные завесы пыли и фиксировать тепловые сигнатуры, которые оставляют после себя TDE.
Группа исследователей под руководством Меган Мастерсон из Массачусетского технологического института (MIT) ранее выявила 12 вероятных кандидатов в TDE, анализируя архивные данные старого инфракрасного космического обзора. В рамках новой работы, опубликованной 1 августа в журнале Astrophysical Journal Letters, команда использовала телескоп «Джеймс Уэбб» для наблюдения за четырьмя из этих двенадцати кандидатов.
JWST обнаружил неопровержимое доказательство — инфракрасное излучение, исходящее от атомов, которые были лишены своих электронов. Такой высокий уровень ионизации атомов может быть вызван только чрезвычайно мощным рентгеновским и ультрафиолетовым излучением, характерным для процесса активного поглощения звезды черной дырой.
Чтобы подтвердить, что сигнал исходит именно от TDE, а не от постоянно активной черной дыры, ученые проанализировали сигнатуру силикатной пыли. Наблюдения показали, что пыль имеет вид мелких частиц, кружащих вокруг кратковременно пробудившейся черной дыры. Это отличается от структуры плотных комков пыли, которые характерны для постоянно активных ядер галактик.
Дополнительным подтверждением гипотезы стали компьютерные симуляции. Моделирование показало, что наблюдаемые с помощью JWST сигналы полностью соответствуют теоретической картине события приливного разрушения в пыльной среде.
Одной из важных характеристик является временная задержка. Инфракрасное излучение от пыли регистрируется с опозданием в несколько месяцев по сравнению с первоначальной вспышкой света. Эта задержка соответствует времени, которое требуется свету, чтобы пройти расстояние от разорванной звезды до окружающего ее пылевого облака.
Изображение носит иллюстративный характер
Основная проблема обнаружения таких событий заключается в космической пыли. Если TDE происходит в галактике с высоким содержанием пыли, облака этой пыли поглощают и блокируют рентгеновское, ультрафиолетовое и видимое излучение. В результате вспышка становится невидимой для большинства телескопов, и ученые исторически недосчитывались значительной части таких космических катаклизмов.
Решение этой проблемы лежит в инфракрасном диапазоне. Пыль, поглотившая энергию от вспышки TDE, нагревается и переизлучает эту энергию в виде инфракрасного света. По сути, пылевое облако создает своеобразное «эхо» события, которое можно зафиксировать. Именно на этой особенности и было построено новое исследование.
Ключевым инструментом для обнаружения этих скрытых событий стал космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Его исключительная чувствительность в широком диапазоне инфракрасных волн позволяет проникать сквозь плотные завесы пыли и фиксировать тепловые сигнатуры, которые оставляют после себя TDE.
Группа исследователей под руководством Меган Мастерсон из Массачусетского технологического института (MIT) ранее выявила 12 вероятных кандидатов в TDE, анализируя архивные данные старого инфракрасного космического обзора. В рамках новой работы, опубликованной 1 августа в журнале Astrophysical Journal Letters, команда использовала телескоп «Джеймс Уэбб» для наблюдения за четырьмя из этих двенадцати кандидатов.
JWST обнаружил неопровержимое доказательство — инфракрасное излучение, исходящее от атомов, которые были лишены своих электронов. Такой высокий уровень ионизации атомов может быть вызван только чрезвычайно мощным рентгеновским и ультрафиолетовым излучением, характерным для процесса активного поглощения звезды черной дырой.
Чтобы подтвердить, что сигнал исходит именно от TDE, а не от постоянно активной черной дыры, ученые проанализировали сигнатуру силикатной пыли. Наблюдения показали, что пыль имеет вид мелких частиц, кружащих вокруг кратковременно пробудившейся черной дыры. Это отличается от структуры плотных комков пыли, которые характерны для постоянно активных ядер галактик.
Дополнительным подтверждением гипотезы стали компьютерные симуляции. Моделирование показало, что наблюдаемые с помощью JWST сигналы полностью соответствуют теоретической картине события приливного разрушения в пыльной среде.
Одной из важных характеристик является временная задержка. Инфракрасное излучение от пыли регистрируется с опозданием в несколько месяцев по сравнению с первоначальной вспышкой света. Эта задержка соответствует времени, которое требуется свету, чтобы пройти расстояние от разорванной звезды до окружающего ее пылевого облака.
