Ученые нашли механизм задержанных радиовспышек при приливных разрушениях звезд черными дырами

Некоторые события приливного разрушения звезд (TDE) демонстрируют необычную особенность: радиовспышка возникает не сразу, а спустя годы после оптической или инфракрасной вспышки. Это указывает на задержанную активность выброса вещества. При этом выброс оказывается медленным (около 0,02 скорости света) и массивным (до 0,1 массы Солнца), что не укладывается в стандартные модели задержанных джетов или переходов состояния диска.

Группа астрофизиков предложила альтернативный механизм. Согласно их работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv, источником таких выбросов служат повторяющиеся столкновения между аккреционным диском, образовавшимся после TDE, и другой звездой, обращающейся вокруг черной дыры по экстремальной орбите (так называемый EMRI).

Задержка в появлении радиовспышки объясняется временем, необходимым для расширения первоначально компактного диска до момента, когда он начинает пересекать орбиту EMRI. Как только столкновения начинаются, каждый удар порождает выброс вещества со скоростью, близкой к орбитальной (0,02–0,1 скорости света).

Ученые разработали временную модель связанной эволюции распространяющегося диска и потери массы из-за столкновений. В зависимости от вязкости диска, орбитального периода и эффективности столкновений, выбрасывается масса от 0,001 до 1 солнечной массы, а выделяемая энергия может достигать 10^51 эрг.

Эти выбросы взаимодействуют с околоздерным веществом или более ранними выбросами TDE, порождая радиоизлучение, соответствующее наблюдениям поздних радиовспышек. Модель также предсказывает связь между такими событиями и системами, в которых есть EMRI, в том числе теми, что проявляют квазипериодические вспышки (QPE). Впрочем, условия для ярких радиовспышек не всегда совпадают с условиями для обнаружения QPE.

Новая работа предоставляет механизм, объясняющий сразу несколько наблюдаемых аномалий, и может помочь в поиске систем с экстремальными орбитами звезд вокруг черных дыр.