Черные дыры подрывают звезды на расстоянии

Участь звезды, которую угораздило подойти слишком близко к черной дыре, может оказаться еще более незавидной, чем считалось ранее.

Мало того, что неосторожную странницу в какой-то момент просто разорвет на части мощная гравитация, ее неприятности начнутся гораздо раньше - на такой звезде, сближающейся с черной дырой, может произойти мощный ядерный взрыв, который раскидает клочки неудачливой пришелицы по окружающему космическому пространству. Об этом говорит новое исследование, выполненное французскими астрофизиками.

То, что гравитация сверхмассивных черных дыр, вес которых сопоставим с миллионами или миллиардами солнц, должна разрывать на части звезды, которые оказались в их окрестностях, было ясно уже давно. Просто черная дыра сильнее притягивает ту часть звезды, что расположена к ней ближе, в результате возникает неустойчивость, которая и покончит со звездой в течение считанных минут или часов (на эту тему можно посмотреть соответствующую мультипликацию).

Теперь Мэтью Брассар (Matthieu Brassart) и Жан-Пьер Люмине (Jean-Pierre Luminet) из обсерватории, расположенной в парижском пригороде Медон (Observatoire de Paris in Meudon), провели компьютерное моделирование заключительной стадии жизни такой неудачливой гости и выяснили, что угроза разрыва - это не единственная опасность, стоящая перед ней. Борьба неуравновешенных сил может привести к увеличению плотности и температуры, вслед за чем последует столь мощный ядерный взрыв, что его будет достаточно для разрушения звезды изнутри. Ранее такая возможность уже обсуждалась, но находились оппоненты, которые указывали, что вся картина будет изрядно усложнена возникновением по ходу "сплющивания" ударных волн, и никаких ядерных взрывов в результате не получится. Но новое детальное моделирование эффектов, вызываемых ударными волнами, показало, что даже при учете всех этих процессов, условия, подходящие для ядерного взрыва, остаются.

"Если произойдет взрыв звезды, то она будет полностью разрушена", - говорит Брассар. И хотя такой взрыв полностью уничтожит звезду, он все-таки позволит части ее вещества спастись из объятий черной дыры, оставит его в нашем мире. Ведь взрыв достаточной мощности просто вышвырнет материю за пределы досягаемости гравитации коллапсара. Привычное же "пожирание" звезд черными дырами, возможно, тоже имеет место, только на гораздо более поздних этапах сближения. Вероятно, спустя несколько месяцев после разрывания звезды на части, ее вещество, притягиваемое черной дырой, начнет обращаться возле чудовищной "дырки", постепенно теряя энергию и "всасываясь" внутрь, попадая в пределы так называемого "горизонта событий" и окончательно погибая для нашего мира. В процессе этого общего движения (в составе аккреционного диска) частицы материи сильно разогреваются от взаимного трения и испускают ультрафиолет и рентгеновские лучи. Космический аппарат NASA GALEX, возможно, зарегистрировал в свое время именно подобный случай. Ну а другое событие такого рода, вероятно, наблюдала космическая рентгеновская обсерватория NASA "Чандра" (Chandra) и "Ньютон" (XMM-Newton, ESA).

Если звезды, оказывающиеся возле черных дыр, действительно взрываются еще до того, как будут разорваны на части, то они могут в принципе поддаваться обнаружению на гораздо более ранних этапах. Так считает Жюль Альперн (Jules Halpern) из американского Колумбийского университета (Columbia University) в Нью-Йорке. "Все это позволит заметить начало распада звезды [в рентгеновских и гамма-лучах] немедленно, как только она станет достаточно горячей", - говорит он.

Если звездные взрывы у черных дыр действительно имеют место, то будущие обсерватории вроде 8,4-метрового Большого обзорного телескопа LSST (Large Synoptic Survey Telescope, 2013 г.) скорее всего смогут различить их среди большого количества вспышек сверхновых, которые попадут в их поле зрения. Тогда эти события, вероятно, и окажутся в центре внимания астрономов.