Разорванная звезда выдала астрономам космического монстра на окраине галактики

Группа астрономов из США, Китая и Швеции обнаружила звезду, которую разорвала массивная черная дыра далеко от центра ее галактики — на расстоянии более 1000 парсеков. Об этом сообщается в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.

Массивные черные дыры обычно находятся в центрах крупных галактик. Но недавно ученые выявили популяцию «блуждающих» черных дыр вдали от ядер — они могут оказаться в стороне из-за отдачи гравитационных волн, выброса при взаимодействии с другими массивными объектами, или при слияний галактик.

Найти такие объекты помогает случай: когда звезда подходит слишком близко, ее разрывает приливными силами, возникает яркая вспышка, и становится видно местоположение блуждающей черной дыры. Подобные явления называют событиями приливного разрушения, или TDE (tidal disruption event).

Событие, получившее название TDE 2023mfm изучили с использованием телескопов Keck, Lick, Hubble, Swift, Chandra, XMM-Newton и VLA. Оптическая кривая блеска достигла пика за 30 дней, затем медленно снижалась в течение 100 дней. Температура составила около 20 тыс. кельвинов и оставалась такой более месяца после пика. Событие произошло в 1,08 килопарсека (примерно 3500 световых лет) от центра галактики.

Рентгеновского излучения от самого события не нашли. Ученые обнаружили четкую широкую линию водорода, что позволило классифицировать объект как TDE-H — категорию, в спектрах которой видны только линии водорода. Вместе с синими цветами и нецентральным положением это подтверждает, что перед нами настоящий TDE.

Исследователи рассмотрели несколько сценариев. Это может быть остаток небольшой галактики, столкнувшейся с галактикой-хозяином. Другой вариант — черная дыра была выброшена из тройной системы из-за отдачи гравитационных волн. Третий — слияние двух черных дыр, при котором гравитационные волны «вытолкнули» объединенную черную дыру из центра.

Однако оба сценария с выбросом исключаются: в центре галактики явно есть собственная черная дыра — это видно по слабому активному ядру. Значит, в галактике две черные дыры, что делает сценарий столкновения с малой галактикой наиболее правдоподобным.

Радиотелескопы не видели ничего от TDE 2023mfm, пока примерно через 991 день (около 2,7 года) не появился слабый сигнал, который затем менялся медленно. С чем это связано — с отсутствием раннего истечения, другой газовой средой или углом наблюдения — пока открытый вопрос. Дальнейшие радионаблюдения могут помочь его решить.