Кривая блеска нового источника J0456-20 показывает четыре отличительные фазы: Фаза плато потока рентгеновского излучения длится около двух месяцев, а затем быстро падает (в 100 раз) в течение одной недели. За этим следует слабая рентгенологическая стадия в течение примерно 2-3 месяцев, прежде чем снова начнется фаза восходящего рентгеновского излучения. Весь цикл длится около 220 дней. 1 кредит

В центре большинства галактик находится сверхмассивная черная дыра, и наблюдения предполагают симбиотический рост центральной черной дыры и галактики-хозяина. Эти исследования сосредоточены главным образом на «активных» галактиках, т. е. таких, где центральная черная дыра постоянно аккрецирует большое количество вещества, которое нагревается и очень ярко светится. Однако эти активные галактики (или активные ядра галактик, AGN) значительно уступают по численности покоящимся галактикам, в которых намного сложнее сделать вывод о наличии ядерной сверхмассивной черной дыры.

Иногда звезда может подойти слишком близко к центральной черной дыре в галактике и быть разрушена ее сильными приливными силами в так называемом «событии приливного разрушения». Эти события приводят к тому, что звезда теряет свой материал в черной дыре, временно увеличивая скорость подпитки гравитационного монстра и вызывая рентгеновскую вспышку по мере того, как звездное вещество потребляется.

События приливного разрушения, происходящие примерно раз в 10 000 лет в галактике, редки, и большинство наблюдаемых кандидатов на сегодняшний день - это разовые события, которые показывают только одну вспышку из-за разрушения звезды. Недавно было сообщено о нескольких транзиентах, которые показывают периодические или повторяющиеся вспышки. Это может быть связано со звездами, которым повезло пережить свою первую встречу. Вместо полного разрушения остаток вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, теряя части своих внешних слоев и подпитывая черную дыру с каждым проходом.

«Такие повторяющиеся события частичного разрушения могут быть эффективными инструментами для изучения процесса аккреции вокруг сверхмассивных черных дыр », — отмечает Чжу Лю, ведущий автор исследования в MPE. «С помощью eROSITA мы обнаружили очень интригующий повторяющийся ядерный переходный процесс в галактике, которая в остальном находится в состоянии покоя».

На этом рисунке показана последовательность событий, которые могли бы объяснить эволюцию кривой блеска в J0456-20: звезда частично разрушается при сближении со сверхмассивной черной дырой (вверху). Звездный обломок образует аккреционный диск (синий), при этом аккреция происходит на разных стадиях (1-5) с изменением характеристик излучения. В конце концов, топливо полностью выработается (6) и больше не будет обнаружено рентгеновских вспышек. 1 кредит

Во время обзора всего неба рентгеновский телескоп eROSITA несколько раз наблюдал каждое положение на небе, тем самым обнаруживая высокоэнергетические транзиенты в галактиках, у которых не было признаков предшествующей активности в их центрах. Новый источник J0456-20, обнаруженный в феврале 2021 года, расположен в покоящейся галактике на расстоянии около 1 миллиарда световых лет от нас. Это один из самых изменчивых источников рентгеновского излучения, наблюдаемых eROSITA: поток рентгеновского излучения падает в 100 раз в течение недели.

Всего астрономы наблюдали три полных цикла повторяющихся рентгеновских вспышек от источника с периодом повторения около 220 дней. Последующие оптические наблюдения показали типичную покоящуюся галактику, в то время как повторяющиеся рентгеновские вспышки убедительно свидетельствуют о повторяющемся частичном приливном разрушении.

«По нашим оценкам, звезда, вращающаяся вокруг черной дыры, потеряла 5%, 1,5% и 0,5% массы нашего Солнца при первом, втором и третьем посещении соответственно», — объясняет Адам Мальяли, постдоктор MPE. «Эти потери достаточно малы, чтобы звезда могла пережить несколько эпизодов частичного разрушения».

В сотрудничестве с австралийским центром ATCA ученые также обнаружили кратковременное радиоизлучение от J0456-20, указывающее на запуск истечения газа или струи. Наряду с характерной рентгеновской эволюцией имеются убедительные доказательства изменений в структуре аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры.

«Необходимы дополнительные последующие наблюдения, чтобы определить точные детали физических процессов», — говорит Андреа Мерлони, главный исследователь eROSITA. «Тем не менее, открытие этого повторяющегося рентгеновского события уже дает убедительные доказательства того, что звезды находятся на тесно связанных орбитах вокруг сверхмассивных черных дыр за пределами нашей собственной галактики Млечный Путь. Это идеальные лаборатории для проверки общей теории относительности в режиме сильного поля».

eROSITA уже обнаружила другие повторяющиеся источники рентгеновского излучения, например, два квазипериодических извержения в АЯГ. В будущем ученые рассчитывают обнаружить больше событий с помощью eROSITA и предстоящей миссии Einstein Probe.