Известно е, че гигантските черни дупки в центровете на галактики като нашия Млечен път от време на време поглъщат близки звезди.

Това води до драматичен и сложен процес, при който звездата, насочваща се към свръхмасивната черна дупка, се разпарчетосва и разкъсва на парчета. Получените космически "фойерверки" са известни като приливно смущение. В ново изследване, публикувано в Astrophysical Journal Letters, се разкрива най-подробните досега симулации на развитието на този процес, по която се работи в продължение на една година.

Американският астроном Джак Г. Хилс и британският астроном Мартин Рийс за пръв път изказват теорията за приливни смущения през 70-те и 80-те години на миналия век. Теорията на Рийс предвижда, че половината от отломките от звездата ще останат свързани с черната дупка, като се сблъскат със себе си и образуват гореща, светеща вихрушка от материя, известна като акреционен диск. Дискът би трябвало да е толкова горещ, че да излъчва огромно количество рентгенови лъчи.

Но за всеобща изненада повечето от откритите досега над 100 кандидат-приливни смущения са светели предимно във видимите дължини на вълните, а не в рентгеновите лъчи. Наблюдаваните температури в отломките са едва 10 000 градуса по Целзий. Това е като повърхността на умерено топла звезда, а не милионите градуси, които се очакват от горещ газ около свръхмасивна черна дупка.

Още по-странна е предполагаемата големина на нажежената материя около черната дупка: няколко пъти по-голяма от нашата Слънчева система и бързо разширяваща се встрани от черната дупка със скорост няколко процента от скоростта на светлината.

Като се има предвид, че дори черна дупка с маса от милион слънца е само малко по-голяма от нашето Слънце, огромният размер на светещата топка от материал, изведен от наблюденията, беше пълна изненада.

Макар че астрофизиците предполагаха, че черната дупка трябва по някакъв начин да бъде задушена от материал по време на смущението, за да се обясни липсата на рентгенови емисии, досега никой не беше успял да покаже как всъщност се случва това. Именно тук се намесват новите симулации.

Черните дупки са доста лакоми - звездата първоначално е компактно тяло, но бързо се разтяга на дълги и тънки нишки под въздействието на екстремните приливи и отливи на черната дупка. Тъй като половината от материята на вече раздробената звезда се запраща към черната дупка, само 1% от нея всъщност се поглъща. Останалата част се издухва от черната дупка в нещо като космическо „оригване“.

Симулирането на приливни смущения с компютър е трудно. Законите на Нютон за гравитацията не действат в близост до свръхмасивна черна дупка, така че трябва да се включат всички странни ефекти от общата теория на относителността на Айнщайн. Получените симулационни клипове обаче са най-безопасният начин да проследим това уникално космическо явление.

Получените в резултат на това симулации, показани във видеоклиповете тук, са първите, които показват събитията, свързани с приливните смущения, по целия път от поглъщането до "оригването".

За тяхна огромна изненада, учените установяват, че 1% от материала, който наистина пада в черната дупка, генерира толкова много топлина, че захранва изключително мощно и почти сферично изтичане. Черната дупка просто не може да погълне толкова много, така че това, което не може да погълне, я задушава и постоянно се изхвърля навън.

Новите симулации разкриват защо приливните смущения наистина приличат на звезда с размерите на слънчева система, която се разширява с няколко процента от скоростта на светлината, задвижвана от черна дупка в нея.

Снимка: Unsplash

Виж още: Английско училище започва да заменя учителите с ИИ