Вспышка XID 925 разоблачила древнее звёздное преступление: две чёрные дыры сошлись на одной жертве

Редкий сигнал XID 925 связан с разрушением звезды двумя чёрными дырами

Таинственные рентгеновские вспышки из далёкого космоса иногда становятся ключами к пониманию самых необычных процессов, происходящих в глубинах Вселенной. Новый анализ редкого сигнала, обнаруженного ещё в конце прошлого века, заставил астрономов пересмотреть прежние взгляды на взаимодействие чёрных дыр и звёзд. Исследователи предположили, что странная рентгеновская вспышка могла быть последствием того, как одну звезду почти одновременно атаковали две сверхмассивные чёрные дыры. Об этом пишет Live Science.

Удар по звезде, зафиксированный спустя миллиарды лет

Астрономы всё чаще обнаруживают необычные рентгеновские всплески, которые позволяют отслеживать судьбу звёзд в условиях экстремальной гравитации. В случае с объектом XID 925 речь идёт о событии, происходившем примерно три миллиарда лет назад, но ставшем заметным учёным лишь благодаря современным телескопам. Исследователи обратили внимание на то, что источник выглядел нестабильным: его яркость со временем значительно уменьшилась, и это уже тогда натолкнуло специалистов на мысль о разрушении звезды.

Публикация международной научной группы в журнале The Innovation представила обобщение многолетних наблюдений за этим необычным сигналом. Интерес к объекту возник не случайно: XID 925 — один из самых слабых и самых удалённых известных источников рентгеновских волн, которые меняют яркость с течением времени. Его обнаружили ещё в 1999 году в рамках рентгеновского обзора Deep Field South обсерватории "Чандра". Благодаря этому исследованию стало возможным наблюдать за медленным угасанием объекта, яркость которого упала примерно в сорок с лишним раз по сравнению с первоначальной.

Учёные отмечают, что такая динамика характерна для приливных разрушений звёзд, возникающих, когда звезда оказывается слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре. Сильнейшая гравитация разрывает звёздное тело, превращая его в длинный вытянутый поток вещества. Затем этот материал образует аккреционный диск, разогревается до огромных температур и испускает рентгеновское излучение, заметное в самых дальних уголках космоса.

Нестандартная вспышка 1999 года

Несмотря на общую похожесть на прочие случаи приливного разрушения, источник XID 925 повёл себя иначе. В начале 1999 года произошло необычное и резкое повышение рентгеновской яркости — примерно в 27 раз. Затем всплеск угас столь же стремительно, а объект продолжил тускнеть в привычном для TDE режиме. Такое поведение выбивалось из привычных моделей и долгое время оставалось загадкой.

Астрономы стали искать альтернативное объяснение, способное соединить очевидные признаки разрушения звезды и неожиданную вспышку энергии. Поэтому исследовательская группа выдвинула гипотезу о том, что звезда столкнулась не с одной чёрной дырой, как это обычно происходит, а сразу с двумя. Первая чёрная дыра разорвала звезду и создала аккреционный диск, а вторая вмешалась позже, нарушив стабильность диска и вызвав дополнительный выброс рентгеновской энергии.

По словам специалистов, такое взаимодействие напоминает ситуацию, когда к уже произошедшему столкновению добавляется новая сила, усиливающая разрушение. При прохождении второй чёрной дыры через поток вещества мог возникнуть дополнительный нагрев газа и мощный всплеск излучения. После того, как она покинула область, система вернулась к прежней стадии угасания. Подобные процессы особенно важны для понимания строения молодых галактик, в которых встречаются двойные чёрные дыры.

Почему гипотеза с двумя чёрными дырами выглядит наиболее реалистичной

Исследователи подчёркивают, что наблюдения XID 925 полностью не объясняются стандартной моделью приливного разрушения. При обычном TDE не происходит столь выраженного повторного роста яркости спустя короткое время. Однако если учесть присутствие второго массивного объекта, картина становится более согласованной.

Сегодня астрономы много внимания уделяют изучению галактических ядер, где нередко формируются двойные системы чёрных дыр. Их взаимодействие может существенно влиять на эволюцию галактик, на распределение вещества и на возникновение бурных процессов, подобных наблюдаемому. Поэтому анализ XID 925 может стать важным элементом понимания того, как такие пары объектов влияют на окружающее пространство.

С точки зрения наблюдательной астрономии, случай XID 925 уникален. Он представляет собой один из самых удалённых возможных примеров TDE с участием двух чёрных дыр. Это значит, что событие произошло на этапе формирования молодых галактик, когда их центральные области ещё активно изменялись. Подобные данные помогают учёным восстанавливать процессы, происходившие в ранней Вселенной.

Сравнение одиночных и двойных TDE

Чтобы лучше понять различия между традиционными приливными разрушениями и событиями с участием двух чёрных дыр, можно выделить несколько принципиальных особенностей.

Обычный TDE создаёт предсказуемый профиль яркости: быстрый всплеск, затем плавное угасание. Двойной TDE более хаотичен и может включать неожиданные пики.
При одиночном разрушении звезда взаимодействует только с одной чёрной дырой, и структура аккреционного диска остаётся относительно стабильной. В двойной системе второй объект может нарушить диск.
Одночёрнодырные события проще моделировать, тогда как двойные требуют сложных расчётов, учитывающих траектории обеих чёрных дыр.
Двойные TDE встречаются значительно реже, поэтому их изучение особенно важно для понимания динамики молодых галактик.

Плюсы и минусы наблюдений таких сигналов

Изучение подобных объектов помогает раскрывать особенности формирования галактик, эволюции чёрных дыр и поведения звёздного вещества. Этот процесс имеет свои преимущества и ограничения.

С положительной стороны:

• такие наблюдения расширяют знания о ранних этапах развития Вселенной;
• позволяют тестировать модели аккреции;
• помогают уточнять механизмы взаимодействия двойных чёрных дыр.

Однако существуют и трудности:

• сигналы чрезвычайно слабые, что усложняет анализ;
• данные часто разрознены и требуют многолетних наблюдений;
• окончательные выводы могут оставаться предположительными из-за нехватки информации.

Советы по изучению подобных космических событий

Для исследователей, работающих с рентгеновскими всплесками и подозрениями на TDE, важно придерживаться ряда принципов.

Использовать данные сразу нескольких обсерваторий, включая рентгеновские, оптические и радио-телескопы. Это помогает лучше реконструировать ход события.
Проводить длительные наблюдения: постепенное угасание — ключевой индикатор TDE.
Сравнивать профили яркости с моделями как одиночных, так и двойных систем.
Учитывать вероятность взаимодействия двух чёрных дыр в молодых галактиках — такие системы встречаются чаще, чем считалось ранее.