Астрономия
Википедия
Астрономия
Астрономией называется наука о Вселенной, которая изучает расположение, происхождение, строение, движение и развитие небесных тел и систем, образованных... читать далее »
Статьи по астрономии
22.02.2014 11:32
Приливное разрушение звезды создает ложное впечатление о её составе. Астрономия.
Сверхмассивные чёрные дыры редко разрывают на куски звёзды, ибо слишком уж нечасто те оказываются поблизости от них.
Поэтому в типичной галактике это случается лишь раз в 10 тыс. лет. К счастью, астрономы могут за один год провести наблюдения за центрами 10 тыс. галактик и всё же отыскать нужное событие.
Именно так в 2010 году была найдена PS1-10jh — первая из таких звёзд, активно разрушавшаяся своей СМЧД, к которой она подошла слишком близко. В открытии был один довольно шокирующий момент: в спектре звезды, отстоящей от нас на 2,7 млрд световых лет, не было линий водорода, зато имелся гелий...
После разрушения звезды часть её материала попадает в аккреционный диск, в то время как другая формирует компактный сгусток. (Здесь и ниже иллюстрации UCSC.)
...А это очень необычно, и в первую очередь потому, что звёзды такого состава вообще редки. Вероятность того, что первое же светило, застигнутое в процессе приливного разрушения, будет именно таким «экзотом», чрезвычайно мала, и поэтому спектр PS1-10jh стал настоящей головной болью. Возникли предположения, что, быть может, это не чисто гелиевая звезда, а лишь гелиевое ядро, с которого процесс разрушения уже снял водородную оболочку. Но и тут не всё сходилось.
Тогда группа учёных во главе с Энрико Рамиресом-Руисом (Enrico Ramirez-Ruiz) из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) попыталась в деталях смоделировать события самогó приливного захвата — и выяснила немало интересного.
Дело в том, что при разрыве звезды на части ЧД-гравитацией одна её половина должна быть поглощена, а другая — вышвырнута обратно. Гравитация сначала растягивает светило в удлинённый объект, а затем отправляет одну половину в аккреционный диск, отбрасывая всё остальное. Ранее считалось, что «отвергнутая» часть после разрушения поплывёт в виде широкого «веера», то есть даст приличные спектральные следы. Однако моделирование, проведённое учёными, показало, что на деле гравитация выбрасываемой массы быстро формирует из неё комок материи с малой поверхностью — в сравнении с поверхностью аккреционного диска, вбирающего в себя первую половину звезды.
А в аккреционном диске эмиссия разных газов идёт не так, как в материале самой звезды. Гелий находится во внутренней части такого диска, а водород — в наружной, где он подвергается несколько меньшему ионизирующему воздействию излучения диска. В момент, когда был получен спектр PS1-10jh, водород, похищенный у неё аккреционным диском, просто не достиг того региона пространства, где он оставил бы приличные спектральные следы.
Более того, указывают авторы, вторая звезда, PS1-11af, найденная при разрушении чёрной дырой, вообще не показала спектральных следов ни гелия, ни водорода. Однако спешить с выводом о том, что она полностью металлическая, было рано. Просто ЧД там меньше, чем в первом случае, и нужной степени ионизации ещё не достигли ни водород, ни гелий, похищенный у разрываемого на части светила.
Вначале слабое (вверху) удлинение разрываемой звезды быстро растёт, пока не начинается двунаправленная потеря материала светила.
Что интересно, из такого анализа особенностей спектра вытекает возможность получения данных о массе и ЧД, и разрушаемой звезды, причём точность этой информации должна быть весьма высокой. Таким образом можно получить данные даже о спокойных СМЧД в центрах далёких галактик, которые почти невозможно изучать другими методами. Именно этим и намерены заняться авторы работы в ближайшее время, среди прочего надеясь наконец-то получить подтверждение давней гипотезы о том, что в центре каждой галактики есть сверхмассивная чёрная дыра.