Нова симуляція подій приливного руйнування допомогла розкрити механізми взаємодії зірок із чорними дірами, пояснивши невідповідність між теорією та спостереженнями.
Коли зірка наближається надто близько до чорної діри, її розривають приливні сили, і цей процес називається “подією приливного руйнування” (Tidal Disruption Event, TDE). Хоча цей феномен було теоретично передбачено кілька десятиліть тому, спостережувані події сильно відрізнялися від очікуваних характеристик. Найбільша загадка полягала у тому, що світність TDE набагато менша, ніж передбачали моделі, а більшість випромінювання перебуває у видимому діапазоні, а не в рентгенівському.
Нова симуляція, проведена австралійськими вченими, дозволила пояснити цю невідповідність без зміни основних теоретичних положень. Спостереження показують, що лише частина речовини зірки після її руйнування потрапляє в акреційний диск навколо чорної діри. Решта матерії під впливом приливних сил отримує значне прискорення і формує навколо чорної діри гало з розігрітої речовини. Це гало поглинає велику частину випромінювання від акреційного диска і перевипромінює його у видимому та інфрачервоному діапазонах, що і спостерігається під час більшості TDE.
Окрім того, частина речовини зірки отримує достатню швидкість для того, щоб покинути гравітаційне поле чорної діри. Ця речовина викидається у міжзоряний або міжгалактичний простір на швидкостях, що досягають 0,1-0,5 швидкості світла.
Візуалізація симуляції падаючої на чорну діру речовини зруйнованої приливними силами зірки. Відео охоплює часовий відрізок тривалістю рік, протягом якого газ формує акреційний диск і гало (щільна оболонка) навколо чорної діри на значній відстані. Яскравість відображає щільність падаючої речовини / © Daniel J. Price et al 2024 ApJL 971 L46
Симуляція показала, що події приливного руйнування є досить тривалими процесами. Гало із залишків зірки формується поступово, і його поведінка залежить від багатьох факторів, таких як форма орбіт та кут спостереження. Таким чином, спостережувані TDE можуть виглядати по-різному — від інтенсивних енергетичних спалахів до видимих чи інфрачервоних проявів.
Ці результати суттєво просунули розуміння TDE, але для проведення симуляції було потрібно використати складний обчислювальний ресурс — суперкомп’ютер OzSTAR, а також гідродинамічний код Phantom. Це дозволяє зробити висновок, що багато аспектів подій приливного руйнування можна пояснити складною динамікою залишків зірки, і для цього не потрібно змінювати основні принципи теорії.