Астрономи зафіксували загасання випромінювання від джерела спалаху AT2018fyk, підтверджуючи модель часткового руйнування зірки надмасивною чорною дірою в далекій галактиці. Це вже друге зближення зірки з чорною дірою, і якщо вона пережила його, то в 2025 році астрономи зможуть спостерігати третє зближення. Препринт роботи доступний на сайті arXiv.org.
Події приливного руйнування виникають, коли зірка пролітає повз надмасивну чорну діру і руйнується приливними силами. Речовина зірки утворює навколо чорної діри акреційний диск, і можуть також генеруватися джети. Перші такі спалахи були зафіксовані в середині 1990-х років у рентгенівському діапазоні. Їхня розрахункова частота появи становить одну подію на 10-100 тисяч років на галактику.
Останніми роками був помічений підклас подій приливного руйнування, які демонструють повторні спалахи протягом кількох місяців або років. Це відбувається, коли зірка обертається навколо чорної діри і частково руйнується під час кожного проходження перицентру. Такі явища становлять великий інтерес для астрофізиків.
Група астрономів на чолі з Діраджем Пашамом з Інституту астрофізики та космічних досліджень імені Кавлі провела моніторинг телескопів Swift, NICER, XMM-Newton і Chandra за подією AT2018fyk у 2023 році. Мета – перевірити модель часткового приливного руйнування.
AT2018fyk спалахнула в 2018 році в галактиці з червоним зсувом 0,059. Джерело спалаху, виявлене спочатку в оптичному діапазоні, протягом 500 днів залишалося яскравим у рентгенівському та ультрафіолетовому діапазонах, потім продемонструвало різке зменшення яскравості, а через приблизно 700 днів знову підвищило рівень випромінювання. Моделювання показало, що орбітальний період зірки становить приблизно 1200 днів, і нове загасання випромінювання спостерігатиметься влітку 2023 року.
У період з 14 серпня по 11 жовтня 2023 року астрономи зафіксували падіння потоку рентгенівського і ультрафіолетового випромінювання від джерела в десять разів. Властивості цього явища добре описуються моделлю, яка передбачає, що зірка обертається на сильно витягнутій орбіті (ексцентриситет 0,99-1) з періодом 1306 днів навколо надмасивної чорної діри з масою 10^7,7 мас Сонця.
Подібна система могла виникнути з подвійної зоряної системи завдяки механізму Хіллса. Коли зірка пролітає поблизу чорної діри, остання здирає приливними силами частину зовнішніх шарів зірки, які формують хвіст уламків і акреційний потік. Загасання випромінювання свідчить про повернення зірки в перицентр орбіти, а зростання випромінювання – про збільшення акреційного потоку на чорну діру. Якщо зірка пережила друге зближення, то нове затемнення джерела має відбутися в період з травня по серпень 2025 року.
Спостереження за AT2018fyk підтверджують модель часткового руйнування зірок під час зближення з чорними дірами. Це відкриття допомагає краще зрозуміти механізми взаємодії зірок і чорних дір, а також прогнозувати майбутні події приливного руйнування.