Астрономы впервые смогли объяснить все загадки процесса поедания звезды черной дырой
Когда звезда оказывается слишком близко к черной дыре, ее разрывают приливные силы — это называется «событие приливного разрушения». Теоретическое описание таких явлений впервые появилось полвека назад и с тех пор было хорошо проработано. Одна беда: кандидатов в события приливного разрушения мало, а их наблюдаемые характеристики здорово отличаются от предсказанных. Эту проблему решила новая симуляция, проведенная на австралийском суперкомпьютере.
Наблюдаемые кандидаты в события приливного разрушения (TDE, Tidal disruption event) выглядят совсем не так, как предсказывает теория. Их светимость в сотню раз меньше, чем можно ожидать от вещества, эффективно поглощаемого черной дырой. При этом температура излучающего вещества характерна не для аккреционного диска, а для звезды. К тому же большая часть излучения, исходящего от TDE, находится в видимом диапазоне, а не в рентгеновском.
На этом загадки не заканчиваются. Например, скорость движения излучающего вещества тоже нехарактерна для падающего на черную дыру содержимого аккреционного диска. Одновременно с этим в некоторых случаях часть вещества имеет огромную скорость (почти 0,5% от световой) по направлению к наблюдателю.
Из-за таких противоречий с теоретическими выкладками подтверждение кандидатов в события приливного разрушения затруднено. Налицо явная неполнота понимания происходящих процессов, которую нужно исправить.
В новой научной работе, опубликованной в рецензируемом журнале The Astrophysical Journal Letters, астрономы описали результаты симуляции TDE с учетом динамики вещества разрушенной звезды на протяжении года. Выводы весьма любопытны: чтобы объяснить все отличия наблюдаемых событий приливного разрушения от предсказанных теорией, последнюю даже не нужно изменять. Получилась ситуация, аналогичная внешнему виду черных дыр, которые до фильма «Интерстеллар» визуализировали совсем иначе, а после — обязательно с видимым из-за гравитационного линзирования обратным краем аккреционного диска.
В случае с TDE теоретические представления попросту не могли учесть сложного поведения останков звезды вокруг черной дыры. В аккреционный диск собирается далеко не все вещество почившего светила, значительная его часть под действием приливных сил получает ускорение. Оно настолько велико, что газ формирует гало на значительном расстоянии вокруг черной дыры — так называемую эддингтоновскую оболочку.
Некоторое количество газа вовсе получает ускорение, достаточное для преодоления гравитационного воздействия черной дыры, — так он устремляется в межзвездное или межгалактическое пространство на скоростях порядка 0,1-0,5 световой.
Сформировавшееся вокруг черной дыры гало хоть и сравнительно разрежено, все же имеет достаточную плотность, чтобы поглотить большую часть излучения новоиспеченного аккреционного диска. И полученную энергию эддингтоновская оболочка переизлучает в видимом или инфракрасном диапазоне. Поэтому большая часть кандидатов в TDE обладает светимостью, характерной для раскаленных излучением облаков газа (звезд).
Важно учитывать, что событие приливного разрушения не мгновенное, а растянутое по времени. Гало из остатков разорванной звезды вокруг черной дыры формируется не сразу и не симметрично, орбиты частиц вещества сильно эллиптические. То есть в зависимости от угла наблюдения TDE может выглядеть яркой высокоэнергетической вспышкой, которая становится тусклее, но интенсивнее в видимом и инфракрасном диапазонах.
Таким образом, всего лишь тщательная симуляция поглощения звезды массой в одну солнечную черной дырой массой в миллион солнечных здорово продвинула научное представление о событиях приливного разрушения. Правда, для этого потребовался незаурядный программно-аппаратный комплекс: код для гидродинамики сглаженных частиц Phantom и неуказанное количество часов процессорного времени суперкомпьютера OzSTAR.
Telegram 
Дзен 
VK В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии