Перш ніж «з'їсти» необережну зірку, чорна діра робить з неї спагеті - які, якщо пощастить, можна побачити в земні телескопи.
Минулого року астрофізики зафіксували найпотужнішу - в трильйони разів яскравіше Сонця - спалах, який спочатку прийняли за дуже сильний вибух надновий. Цей спалах отримав назву «ASASSN-15lh» на честь Автоматичного Пошуку Наднових (All-Sky Automated Survey for SuperNovae) і стався на відстані 4 мільярдів світлових років від нашої планети. Однак більш детальний аналіз показав, що інтенсивний спалах прийшов від зірки з набагато більш екзотичною долею: зірка загинула від так званої спагеттизації (або «ефекту локшини») при зустрічі з надмасивною чорною дірою.
Спалах надновий - етап у житті деяких зірок, коли речовина з оболонки зірки «вибухає» і таким чином викидається в міжзоряний простір. При цьому, залежно від початкової маси, наднова стає або нейтронною зіркою, або чорною дірою.
Міжнародна команда астрофізиків збирала дані від декількох наземних і космічних телескопів, включаючи Європейську південну обсерваторію в пустелі Атакама в Чилі і Hubble, протягом 10 місяців, і в ході спостережень вдалося з'ясувати, що зірка пройшла через три різних стадії, які не схожі на типові спалахи супернових. Зазвичай випромінювання, що випускається при такому вибуху, спочатку дуже інтенсивне, а потім загасає. У разі ж ASASSN-15lh ультрафіолетове і теплове випромінювання зірки, навпаки, наростало за часом. Такий режим світіння більше характерний для приливного розриву через близькість чорної діри.
Приливні сили діють на будь-яке тіло, що рухається в неоднорідному гравітаційному полі. Вони виникають через нерівномірний вплив гравітації: ближча до джерела сили тяжіння частина об'єкта притягується сильніше, ніж більш далека. Тому, наприклад, ми і можемо спостерігати високі і низькі припливи - характер припливу залежить від того, наскільки близький океан до Місяця; більш того, приливні сили можуть стати причиною переорієнтації полюсів планети, як у випадку з Плутоном.
Чорні діри за рахунок своєї величезної маси створюють сильну приливну силу і розтягують об'єкти, які підходять на відстань «приливного» радіуса. Звідси і назва - спагеттизація, або приливний розрив. «Будь-яка зірка, яка виявилася досить близько до надмасивної чорної діри, повністю руйнується під впливом приливних сил», пояснює керівник проекту, астрофізик Гіоргос Лелудас з Інституту Вайцмана в Ізраїлі і Центру темної космології в Данії.
Надмасивні чорні діри відрізняються від звичайних тим, що через величезну масу їх горизонт подій знаходиться дуже далеко від сигнулярності, тому спагеттизація відбувається зазвичай вже всередині такої чорної діри. Але, як показали розрахунки астрофізиків, приливний радіус для зірки порівнянної з Сонцем і надмасивної чорної діри з масою < 108 мас Сонця лежить зовні горизонту подій, якщо діра швидко обертається.
Більш того, на думку Гіоргоса Лелудаса, на спагеттизацію вказує також і те, що зірка жила в «червоній і мертвій» галактиці, а не в одній з «жвавих синіх» галактик, де досі активно відбувається активне народження нових зірок: "Зазвичай ми спостерігаємо спалахи наднових у дуже синіх, тобто зіроутворюючих галактиках, повних молодих і масивних зірок, від яких можна очікувати вибуху. У даному випадку галактика червона, мертва і дуже масивна, і в ній навряд чи знайдуться зірки, здатні до спалаху наднової ".
Нагадаємо, що поділ галактик за «кольорами» відбувається на основі їх світності. Процеси, що протікають у галактиці, визначають її спектр випромінювання. Спіральні галактики, повні газу і молодих зірок, випускають випромінювання високої енергії, аж до рентгенівського спектру. Більш «дорослі» еліптичні галактики, в яких живуть більш «зрілі» зірки, зазвичай випромінюють в більш червоному спектрі.
Таким чином, найбільш вірогідний сценарій виглядає так: зірка забрела занадто близько до обертової надмасивної чорної діри в центрі галактики і приливні сили розірвали її на складові гази в процесі так званого приливного руйнування (тут було б доречним вираз «порвати як Тузик грілку», але в більш астрофізичній версії - «розгормишелити як надмасивна чорна діра зірку»).
Газові «спагеті» сформували акреційний диск навколо діри, розігріваючись і випускаючи неймовірну кількість світла і радіації в міру занурення за горизонт подій - приблизно так, як відбувається на цьому відео. Астрофізики вважають, що в таких процесах випускається величезна кількість світла, що і було зафіксовано телескопами. Якщо їх припущення правильні, то в центрі тієї галактики знаходиться обертова надмасивна чорна діра масою в 100 мільйонів разів мас Сонця.
Повністю результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy.