Міжнародна група вчених запропонувала нову модель частково повторюваних припливно-відпливних подій. У нещодавній роботі, опублікованій у журналі Astrophysical Journal Letters, науковці описують процес захоплення зорі чорною дірою, акрецію на неї матеріалу, а також часові проміжки до наступного його надходження з зорі.
Команда вивчає подію під назвою AT2018fyk, вперше виявлену у 2018 році. Зоря була захоплена чорною дірою внаслідок процесу, відомого як механізм Ґіллса: подвійна зоряна система була розірвана гравітаційним полем чорної діри – одна зоря лишилась на її орбіті, а інша була викинута з центру галактики. 600 днів джерело яскраво світилося в рентгенівському діапазоні, але потім різко потемніло і стало невидимим – залишки зорі були проковтнуті масивним об’єктом. Однак ще через 600 днів учені знову почали бачити світло – це наштовхнуло їх на думку, що зоря пережила зіткнення й повернулася на орбіту чорної діри.
Досі вважалося, що зіткнення чорної діри та зорі є фатальною подією, у процесі якої зоря повністю руйнується. Однак, спостерігаючи AT2018fyk через кілька років, ми побачили, що вона стала яскравішою. Це наштовхнуло нас на думку, що частина зорі пережила катастрофічне зіткнення і повернулась на те саме місце, щоб усе повторилося знову.
Томас Веверс, провідний автор дослідження з Європейської південної обсерваторії
Питання виживання зірки впирається в її траєкторію та близькість до чорної діри. Пряме зіткнення та перетин горизонту подій поглинули б зорю, а просте зближення, проте з перетином припливного радіусу – де припливна сила діри більша за гравітаційну, яка тримає зорю цілою – розірвало б її. У новій моделі зоря підійшла достатньо близько до нього, але не перетнула – зовнішню частину матеріалу забрала до себе чорна діра, а центр зорі залишився цілим.
За допомогою моделювання команда припускає, що період обертання зорі, яка була розміром із Сонце, навколо чорної діри становить 1200 днів. І 600 днів йде якраз на скидання матеріалу з зорі та його акрецію на масивний об’єкт. Окрім того, за оцінками, кожне проходження повз діру забирає в зорі від 1% до 10% її маси. Якщо це близько 1%, то зоря матиме ще кілька обертів, проте якщо 10% – вона, напевно, уже зруйнована.
Далі команда продовжить спостерігати за об’єктом для перевірки та уточнення своєї моделі. За прогнозами, джерело має потемніти у серпні 2023 року і знову стати помітним у рентгенівському діапазоні в 2025 році, коли матеріал акретуватиме на чорну діру.
Науковці стверджують, що нова модель прокладає шлях для досліджень подібних джерел, які були виявлені в минулому. Окрім того, з більшою кількістю спостережень вона допоможе краще дізнатися про фізику часткових припливних подій та екстремальних середовищ навколо надмасивних чорних дір.