Орбитальные телескопы XMM-Newton, Chandra и Swift зафиксировали мощную вспышку высокоэнергетического излучения на окраине далекой галактики. Такие события представляют собой наблюдательное проявление гибели звезды в окрестностях черных дыр промежуточных масс — самых неуловимых объектов этого класса. Исследование с результатами опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Существует три основных типа черных дыр: сверхмассивные, звездной массы и промежуточной массы. Первые достаточно хорошо изучены, они находятся в центрах галактик, в том числе нашей — Млечного Пути — и обладают массой в миллионы и миллиарды солнечных. Вторая разновидность, с массой от нескольких единиц до десятков солнечных, также хорошо изучена — в нашей Галактике и в соседних известно множество двойных систем, в которых обычная звезда и маломассивная черная дыра вращаются вокруг общего центра масс. В таком случае вещество звезды перетекает на черную дыру, разогревается и светит, что позволяет с высокой точностью определить параметры объектов. Самой загадочной остается третья группа, масса объектов в которой должна составлять от сотен до тысяч солнечных. На данный момент известно несколько кандидатов в такие тела, но астрономы не до конца уверены в том, что все они представляют собой черные дыры промежуточной массы.
В новой работе описывается наблюдательный сигнал, который характерен как раз для таких черных дыр. «Это невероятно захватывающе: этот тип черных дыр никогда раньше не фиксировали настолько четко», — говорит ведущий автор работы Дачэн Линь из Университета Нью-Гэмпшира в США. Так как черные дыры ничего не излучают, помимо чрезвычайно слабого для больших объектов излучения Хокинга, то их ищут по влиянию на окружающие тела. С наибольшей вероятностью черные дыры промежуточных масс можно найти в центрах шаровых звездных скоплений, однако к тому моменту, когда они набирают большую массу, в них не остается газа, который мог бы «выдать» присутствие тяжелого тела — в данном случае черной дыры. Единственной надеждой астрономов остается очень маловероятный случай — если мимо какого-нибудь из таких объектов пролетит звезда и разрушится вследствие этого. Но даже в самых плотных звездных системах это случается очень редко.
Подобные события приливного разрушения звезды наблюдались ранее, но только в случае сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, и никогда — на их окраинах. Авторам новой работы повезло обнаружить как раз такое событие в 2005 году, после чего за этим объектом в течение многих лет наблюдали в различных диапазонах при помощи разных телескопов для того, чтобы определить природу явления. Согласно выводам, свет от начала разрушения звезды достиг Земли около октября 2003 года, но тогда его никто не заметил. Затем в течение примерно десяти лет, пока остатки звезды погружались в гравитационную бездну, свечение постепенно ослабевало. Это удалось оценить массу дыры, которая составила около 50 000 масс Солнца.