Международная группа астрономов создала наиболее детализированную модель поглощения звезды черной дырой, которая была проведена на одном из самых мощных суперкомпьютеров в Австралии. Согласно результатам исследования, опубликованным на сайте arXiv, в результате может появиться гигантский звездоподобный объект, прозванный «чернодыровым солнцем».
Известно, что, когда звезда приближается к сверхмассивной черной дыре, она подвергается сильным приливным силам, что приводит к ее спагеттификации — растягиванию в длинную тонкую нить. В результате звезда разрушается, но лишь малая часть ее материи попадает в черную дыру, образуя аккреционный диск. Оставшаяся материя создает массивный выброс, который наблюдается как светящееся вещество вокруг черной дыры.
Предполагалось, что аккреционный диск настолько горяч, что должен испускать высокоэнергетическое рентгеновское излучение. Однако большинство из более чем 100 обнаруженных потенциальных событий приливного разрушения светятся в основном на видимых длинах волн, а не в рентгеновских лучах. Наблюдаемые температуры в обломках составляют 10 тысяч градусов Цельсия, что сравнимо с умеренно теплой звездой.
Новый метод симуляции учитывает эффекты общей теории относительности Эйнштейна. Это позволило создать более точное моделирование событий приливного разрушения, которое длится более года после начального взаимодействия звезды с черной дырой. Результаты показали, что один процент материи звезды, поглощаемой черной дырой, генерирует достаточное количество тепла для создания мощного и почти сферического оттока. Этот отток препятствует поглощению оставшейся материи, что объясняет отсутствие интенсивного рентгеновского излучения. Также моделирование продемонстрировало, что светящееся вещество расширяется с высокой скоростью.
Симуляции помогли объяснить неожиданные наблюдения, которые указывали на то, что светящееся вещество вокруг черной дыры имеет размеры, превышающие размеры Солнечной системы. Это открытие позволило ученым понять механизм удушения центрального двигателя черной дыры из-за огромного количества материи, которое она не может поглотить и объяснить, почему разрушенная звезда расширяется в гигантский светящийся шар.
Результаты исследования показывают, почему события приливного разрушения выглядят как звезда размером с Солнечную систему, расширяющаяся со скоростью в несколько процентов от скорости света, питаемая черной дырой внутри. Фактически именно этот объект можно назвать «чернодыровым солнцем».