Звезда, разрушенная сверхмассивной черной дырой. Когда звезда проходит мимо сверхмассивной черной дыры, приливное поле черной дыры разрывает звезду на части. Половина звезды отбрасывается в бесконечность, а другая половина падает обратно в черную дыру. На рисунке показан результат моделирования, проведенного Стейнбергом и Стоуном, показывающий плотность падающей половины (зелено-синий цвет), а также тепло, выделяемое при ударах (бело-красный). Фото: Элад Стейнберг
Был обнаружен значительный прорыв в понимании событий приливного разрушения (TDE), связанных со сверхмассивными черными дырами. Новое моделирование впервые точно воспроизводит всю последовательность TDE от разрушения звезды до пиковой светимости возникающей вспышки.
Это исследование, теперь опубликованное в журнале Nature, раскрыло ранее неизвестный тип ударной волны в TDE, разрешив давнюю дискуссию об источнике энергии самых ярких фаз этих событий. Это подтверждает, что рассеяние ударной волны обеспечивает самые яркие недели вспышки TDE, открывая двери для будущих исследований по использованию наблюдений TDE в качестве средства измерения основных свойств черных дыр и потенциальной проверки предсказаний Эйнштейна в экстремальных гравитационных средах.
Тайны сверхмассивных черных дыр уже давно интересуют астрономов, предлагая заглянуть в самые глубокие уголки нашей Вселенной. Исследование, проведенное доктором Эладом Стейнбергом и доктором Николасом К. Стоуном из Института физики Рака Еврейского университета, проливает новый свет на эти загадочные космические объекты.
Сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца, остаются неуловимыми, несмотря на их ключевую роль в формировании галактик. Их чрезвычайное гравитационное притяжение искажает пространство-время, создавая среду, которая бросает вызов традиционному пониманию и представляет собой проблему для астрономов-наблюдателей.
Познакомьтесь с TDE, драматическим явлением, которое происходит, когда злополучные звезды приближаются слишком близко к горизонту событий черной дыры и разрываются на тонкие потоки плазмы. Когда эта плазма возвращается к черной дыре, серия ударных волн нагревает ее, что приводит к необычайному проявлению светимости — вспышке, которая на недели или даже месяцы превосходит коллективную яркость всей галактики.
Исследование, проведенное Стейнбергом и Стоуном, представляет собой значительный шаг вперед в понимании этих космических событий. Впервые их симуляции воссоздали реалистичный TDE, захватив полную последовательность от первоначального разрушения звезды до пика последующей яркой вспышки, и все это стало возможным благодаря новаторскому программному обеспечению для моделирования радиационно-гидродинамики, разработанному Стейнбергом в Еврейском университете.
Это исследование выявило ранее неизученный тип ударной волны внутри TDE, показав, что эти события рассеивают свою энергию с большей скоростью, чем предполагалось ранее. Проясняя этот аспект, исследование разрешает давние теоретические дебаты, подтверждая, что самые яркие фазы вспышки TDE вызваны рассеянием ударной волны — открытие, которое создает основу для всесторонних исследований астрономов-наблюдателей.
Эти результаты открывают путь для перевода наблюдений TDE в точные измерения важнейших свойств черной дыры, включая массу и спин. Более того, эти космические явления могут послужить лакмусовой бумажкой для подтверждения предсказаний Эйнштейна в условиях экстремальной гравитации.
Исследование Стейнберга и Стоуна не только раскрывает сложную динамику TDE, но и открывает новую главу в наших поисках понимания фундаментального механизма работы сверхмассивных черных дыр. Их моделирование знаменует собой решающий шаг на пути к использованию этих небесных событий в качестве бесценных инструментов для расшифровки космических тайн, скрывающихся в сердце галактик.
Информация от: Еврейским университетом Иерусалима.
