Астрономы из MIT обнаружили 18 до сих пор неизвестных чёрных дыр, которые активно «разрывают» и «пожирают» звёзды. Эта находка уже сейчас меняет представление о Вселенной, удваивая количество событий, связанных с приливным разрушением (TDE), наблюдаемых в локальной Вселенной. Открытие этих чёрных дыр поможет астрономам более точно оценить число подобных событий во Вселенной и приблизиться к теоретическим моделям.

Такое разрушение звёзд, называемое приливным разрушением, происходит, когда звезда оказывается слишком близко к чёрной дыре и и гравитационное влияние создаёт в звезде колоссальные приливные силы. В результате этого воздействия звезда в вертикальном направлении растягивается, а в горизонтальном направлении сжимается, этот процесс получил название «спагеттификация». При этом материал звезды формирует диск вокруг чёрной дыры, часть этого материала поглощается чёрной дырой, в то время как другая часть «выплёскивается» в виде джетов, ускоряющихся со скоростью, близкой к световой.

Ранее считалось, что чёрные дыры способны разрывать и поглощать звёзды только в галактиках, которые недавно прошли через активный период звездообразования. Но данное исследование демонстрирует, что процессы TDE могут возникать в более широком диапазоне галактик, что имеет важное значение для объяснения некоторых экстремальных явлений, наблюдаемых вокруг чёрных дыр.

Эрин Кара, доцент кафедры физики MIT, отмечает, что на протяжении долгого времени учёные предлагали самые экзотические идеи для объяснения этих загадок, но теперь наступил момент, когда возможно получить все ответы.

Команда MIT  начала искать новые чёрные дыры, разрывающие зёезды, после обнаружения самого близкого к Земле события TDE, которое было замечено в галактике NGC 7392, расположенной на расстоянии около 137 миллионов световых лет от Земли.

Учёные разработали алгоритм, который  позволил обнаружить всплески излучения, связанные с TDE на основе данных инфракрасного диапазона. Используя этот алгоритм и данные спутника NEOWISE NASA, астрономы смогли идентифицировать спектры более чем 1000 галактик на расстоянии 600 миллионов световых лет от Земли.

Анализируя эти данные и сопоставляя их с характеристиками TDE и других явлений, таких как вспышки сверхновых, учёные смогли подтвердить 18 случаев событий TDE, вызванных воздействием гравитации чёрных дыр, в результате чего происходит гибель звезды.

Команда исследователей также обнаружила, что события разрушения звёзд происходят не только в редких галактиках после завершения звездообразования, но и в других типах галактик. Как выяснилось, такие события происходят даже в тех галактиках, которые заполнены плотными облаками пыли.

«Если вы посмотрите на небо и увидите группу галактик, то TDE будут характерны для всех из них», — сказала ведущий автор исследования и аспирантка Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института Меган Мастерсон. 

Ранее считалось, что TDE ограничивается галактиками на стадии после завершения звездообразования. Однако это исследование развеяло это мнение и показало, что такие события происходят в различных типах галактик. Вопрос заключался в том, почему TDE происходят только в некоторых галактиках, в то время как в других они отсутствуют. Ответ на этот вопрос заключается в наличии плотных облаков пыли в галактиках. Газ и пыль способны поглощать оптическое и рентгеновское излучение, но инфракрасное излучение проникает сквозь вещество. Ранее наблюдения TDE были возможны только при использовании рентгеновского и оптического излучения. Это исследование показало, что для обнаружения разрушающих звёзд чёрных дыр необходимо также использовать инфракрасное излучение.

Добавление 18 новых наблюдений TDE к ранее известным событиям такого рода позволило учёным определить, что галактики испытывают подобные события приблизительно раз в 50 000 лет, что согласуется с предыдущими теоретическими предсказаниями.

«Это дает нам уверенность в том, что нам не нужна экзотическая физика, чтобы объяснить то, что мы видим», — заключила Кара.