Поляризованный свет раскрывает окончательную судьбу звезды, спагетированной черной дырой

Когда в 2019 году астрономы впервые наблюдали расщепленную звезду, или «спагетти», после того, как подошли очень близко к сверхмассивной черной дыре, они определили, что большая часть вещества звезды была выброшена наружу сильными ветрами оптического света, испускаемого взрывом. . Теперь астрономы из Калифорнийского университета в Беркли (UCB) проанализировали поляризацию этого света, чтобы определить, что облако, вероятно, было сферически симметричным, добавив больше доказательств этих сильных ветров.

«Это первый случай, когда кто-либо определил форму газового облака вокруг приливной звезды», — сказал он. Соавтор Алексей Филиппенко сказал:, астроном UCB. Последние результаты появились в последняя статья Опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

как и мы я упоминал ранее, объект, проходящий за горизонт событий черной дыры, включая свет, поглощается и не может выбраться, хотя черные дыры также являются хаотичными пожирателями. Это означает, что часть вещества тела уже выбрасывается сильной струей. Если этот объект является звездой, то процесс ее разрыва (или «разрыва») сильными гравитационными силами черной дыры происходит за горизонтом событий, и часть первоначальной массы звезды с силой выбрасывается наружу. Это может быть сформировано вращающееся кольцо из материала (иначе Диск накопления) вокруг черной дыры, испускающей мощные рентгеновские лучи и видимый свет. Джеты — это один из способов, которым астрономы могут косвенно сделать вывод о существовании черной дыры.

В 2018 году астрономы объявили первое живое фото Последствия разрыва звезды черной дырой, масса которой в 20 миллионов раз превышает массу нашего Солнца, в пару сталкивающихся галактик под названием Arp 299 в 150 миллионах световых лет от Земли. Через год астрономы зафиксировали Последняя предсмертная агония Звезда, разорванная сверхмассивной черной дырой в таком «приливное возмущение(TDE), он же AT 2019qiz. Звезда, напитавшая или накопившая примерно половину своей массы, превратилась в черную дыру, масса которой в миллион раз превышает массу Солнца, а другая половина была выброшена наружу.

Эти мощные вспышки света часто скрыты за завесой межзвездной пыли и мусора, что затрудняет их более подробное изучение астрономами. Но в 2019 году кыз был обнаружен вскоре после того, как звезда была разорвана на части в прошлом году, что упростило ее детальное изучение до того, как полностью сформировалась завеса из пыли и обломков. Астрономы провели последующие наблюдения в электромагнитном спектре в течение следующих шести месяцев, используя несколько телескопов по всему миру. Эти наблюдения предоставили первое прямое свидетельство того, что поток газа во время турбулентности и скопления производит сильное световое и радиоизлучение, наблюдаемое ранее.

Астрономы знают, что излучаемый оптический свет имеет небольшую поляризацию в 1 процент, основываясь на наблюдениях с 3-метрового телескопа Шин в обсерватории Лейк недалеко от Сан-Хосе, Калифорния. В обсерватории есть спектрометр для определения поляризации оптического света. Свет может поляризоваться после рассеяния электронов в газовом облаке. Из-за того, насколько удален этот TDE, он обычно выглядит как точка света, а поляризация — одно из немногих свойств, которые намекают на формы объектов.

согласно с Соавтор Кишор Патра, большая часть света, испускаемого аккреционным диском, должна была начаться в рентгеновской системе, но по мере прохождения через газовое облако этот свет продолжал терять энергию из-за различного рассеяния, поглощения и переизлучения, что в конечном итоге привело к это появляется в управляющей фотосистеме. «Последнее рассеяние определяет состояние поляризации фотона», — сказал Батра. «Итак, измеряя поляризацию, мы можем сделать вывод о геометрии поверхности, где происходит окончательное рассеяние».

Основываясь на измерениях поляризации в октябре 2019 года, которые показали нулевую поляризацию, ученые из Беркли подсчитали, что свет исходил от сферического облака с радиусом поверхности около 100 астрономических единиц (а.е.), или примерно в 100 раз больше, чем орбита Земли. Однако измерения, проведенные через месяц, показали 1-процентную поляризацию света, что указывает на то, что облако ослабло и приобрело небольшую асимметрию.

«Это наблюдение исключает класс решений, которые были предложены теоретически, и дает нам более сильные ограничения на то, что происходит с газом вокруг черной дыры». Батра сказал. «Люди видели и другие доказательства того, что эти события вызывают ветер, и я думаю, что это исследование поляризации определенно делает это свидетельство еще более убедительным в том смысле, что вы не получите сферическую геометрию без достаточного количества ветра. Интересен тот факт, что здесь большая часть материи в звезде, которая движется по спирали внутрь, в конце концов не падает в черную дыру — она просто взрывается вдали от черной дыры».

DOI: Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 2022 г. 10.1093/Манрас/Стек 1727 (О DOI).