Разрушение звезд.

Для активных галактических ядер пределы на темп аккреции составляют 10^-2 - 10²M๏/год. Встает вопрос, какой именно механизм способен его обеспечить для гигантской черной дыры. Достаточно эффективна, например, потеря массы пролетающими рядом звездами. Современные модели галактических ядер предполагают массивную черную дыру, окруженную плотным звездным облаком. Из-за диффузии орбит некоторые звезды залетают достаточно глубоко в гравитационных потенциал черной дыры по сильно вытянутым орбитам. Звезды могут разрушаться либо под действием приливных сил, либо за счет столкновений с другими звездами. Радиус столкновений R_coll≈7*10¹⁰M/ M๏ см для солнцеподобных звезд определяется как расстояние, на котором скорость свободного падения сравнивается со скоростью убегания на поверхности звезды V_*(порядка 500км/с для нормальных звезд); при столкновении двух звезд внутри R_coll они частично или полностью разрушаются.

Приливный радиус и радиус столкновений.

Кроме того, звезды, попавшие внутрь критического приливного радиуса

R_T≈6 * 10¹³(M/(10⁸M๏))^1/3 см. для солнцеподобных звезд, будут неизбежно разрушены приливными силами. β - является фактором разрушения, величина которого определяет судьбу звезды. В случае столкновения величина β=V_rel/ V_* играет ту же роль, что и фактор β=R_T/R_P в случае разрушения приливными силами (где R_P - высота периастра). Как только выполняется условие β≤1, звезда разрушается, а когда β≤5, звезды сильно деформируются при столкновении. Ученые установили, что звезда, попавшая внутрь сферы приливного радиуса, сдавливается приливными силами в короткоживущую очень горячую блиноподобную конфигурацию. Рисунок показывает процесс деформации звезды. Слева показана деформация звезды в плоскости ее орбиты, а справа - в перпендикулярном направлении. От a до d приливные силы слабы, и звезда остается почти сферической. В точке e звезда проходит приливной радиус и становится сигарообразной. От e до g становится все более важным "эффект катка", и звезда уплощается в орбитальной плоскости до формы изогнутого "блина". Когда звезда покидает сферу приливного радиуса, пролетев вблизи черной дыры, она вновь расширяется, вновь становится сигарообразной. Чуть позже звезда наконец разваливается на куски.

Если же звезда пролетает достаточно близко от черной дыры (например, β≤10), ее центральная температура за долю секунды возрастает до миллиарда градусов, сильно увеличивается скорость термоядерных реакций, такие элементы, как гелий, азот и кислород мгновенно переходят в более тяжелые за счет захвата протонов или альфа-частиц. В "звездном блине" происходит термоядерный взрыв, давая в результате "случайную сверхновую". Этот взрыв имеет далеко идущие последствия: порядка 50% звездных "обломков" выбрасываются (за счет энергии взрыва) с огромной скоростью прочь от черной дыры горячим газовым облаком, остальное вещество падает на черную дыру, вызывая вспышку излучения. Как и сверхновые, "звездные блины" являются теми тиглями, в которых рождаются тяжелые элементы, потом рассеиваемые по всей галактике. Таким образом, наблюдения высокоскоростных облаком и необычно высокого обилия редких изотопов в окрестностях галактических ядер могло бы послужить аргументом в пользу наличия там черных дыр.