Hubble виявив загадковий спалах яскравого світла у Всесвіті

Дуже рідкісний, дивний спалах надзвичайно яскравого світла у Всесвіті став ще дивнішим — завдяки орлиному оці космічного телескопа Хаббл NASA/ESA. Явище, яке називається швидким світловим синім оптичним перехідним процесом (LFBOT), спалахнуло на сцені, де його не очікували виявити, далеко від будь-якої головної галактики. Тільки Хаббл міг визначити його місцезнаходження. Результати Хаббла показують, що астрономи знають про ці об’єкти навіть менше, ніж вважалося раніше, оскільки виключають деякі можливі теорії.

Світлові швидкі сині оптичні перехідні процеси (LFBOT) є одними з найяскравіших відомих явищ видимого світла у Всесвіті, вони спалахують несподівано, як спалахи камери. З моменту першого відкриття у 2018 році було знайдено лише кілька. Зараз LFBOTS виявляють приблизно раз на рік.

Після першого виявлення останній LFBOT спостерігали за допомогою кількох телескопів у всьому електромагнітному спектрі, від рентгенівських променів до радіохвиль. Тільки надзвичайно чітка роздільна здатність Хаббла могла точно визначити його місцезнаходження. Перехідна подія, яка отримала назву AT2023fhn і отримала прізвисько «Зяблик», показала всі характерні характеристики LFBOT. Він інтенсивно сяяв у блакитному світлі та швидко розвивався, досягаючи піка яскравості та знову згасаючи за лічені дні, на відміну від наднових, яким потрібні тижні або місяці, щоб погаснути.

Але на відміну від будь-якого іншого LFBOT, який бачили раніше, Хаббл виявив, що Фінч розташований в очевидній ізоляції між двома сусідніми галактиками — приблизно в 50 000 світлових років від сусідньої спіральної галактики та приблизно в 15 000 світлових років від меншої галактики — незрозуміле місце для небесних об’єктів. раніше вважалося, що існує в галактиках-господарях.

«Спостереження Хаббла були справді вирішальною річчю. Вони змусили нас зрозуміти, що це було незвичним порівняно з іншими подібними, тому що без даних Хаббла ми б нічого не знали», — сказав Ешлі Краймс, провідний автор статті Хаббла, яка повідомляє про відкриття. Він також є науковим співробітником Європейського космічного агентства, колишній Університет Радбауд, Неймеген, Нідерланди.

Дослідження буде опубліковано в найближчому номері Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, і стаття наразі доступна на сервері препринтів arXiv.

Хоча ці дивовижні вибухи вважаються рідкісним типом наднових (так звані наднові з колапсом ядра), гігантські зірки, які перетворюються на наднові, за зірковими мірками недовговічні. Таким чином, масивні зірки-попередники наднових не мають часу на віддалення від місця свого народження — скупчення новонароджених зірок. Усі попередні LFBOT були знайдені в спіральних рукавах галактик, де триває народження зірок.

«Чим більше ми дізнаємося про LFBOT, тим більше вони нас дивують», — сказав Краймс. «Тепер ми показали, що LFBOT можуть виникнути на великій відстані від центру найближчої галактики, і розташування Фінча не те що ми очікуємо для будь-якого типу наднової».

Zwicky Transient Facility — надзвичайно ширококутна наземна камера, яка сканує все північне небо кожні два дні — вперше сповістила астрономів про Finch 10 квітня 2023 року. Коли його помітили, дослідники запустили заздалегідь сплановану програму спостережень. які були в режимі очікування, готові швидко звернути увагу на будь-яких потенційних кандидатів на LFBOT, які виникли.

Спектроскопічні вимірювання, проведені за допомогою телескопа Gemini South в Чилі, показали, що температура Finch становить 20 000 градусів за Цельсієм. Gemini також допоміг визначити його відстань до Землі, щоб можна було обчислити його світність. Разом із даними інших обсерваторій, включаючи рентгенівську обсерваторію Чандра та радіотелескоп Very Large Array, ці знахідки підтвердили, що вибух справді був LFBOT.

LFBOT можуть бути результатом розриву зірок чорною дірою середньої маси (від 100 до 1000 мас Сонця). Висока роздільна здатність та інфрачервона чутливість космічного телескопа NASA/ESA/CSA Джеймса Вебба можуть зрештою бути використані, щоб виявити, що Finch вибухнув усередині кулястого зоряного скупчення в зовнішньому гало однієї з двох сусідніх галактик. Кульове зоряне скупчення є найбільш ймовірним місцем, де може бути знайдена чорна діра середньої маси.

Щоб пояснити незвичайне розташування Фінча, дослідники розглядають альтернативну можливість, згідно з якою це сталося в результаті зіткнення двох нейтронних зірок, які подорожували далеко за межі своєї галактики-господаря, які спірально рухалися одна до одної мільярди років.

Такі зіткнення призводять до появи кілонової — вибуху, який у 1000 разів потужніший за звичайну наднову. Однак одна дуже спекулятивна теорія полягає в тому, що якщо одна з нейтронних зірок сильно намагнічена — магнетар, — це може значно посилити потужність вибуху навіть у 100 разів більше яскравості звичайної наднової.

«Це відкриття ставить набагато більше питань, ніж дає відповідей», — сказав Краймс. «Потрібна додаткова робота, щоб з’ясувати, яке з багатьох можливих пояснень є правильним».

Оскільки астрономічні перехідні процеси можуть з’явитися будь-де та будь-коли та є відносно швидкоплинними з точки зору астрономії, дослідники покладаються на широкопольні дослідження, які можуть постійно контролювати великі ділянки неба, щоб виявити їх і попередити інші обсерваторії, як-от Хаббл, для подальших дій. спостереження.

Дослідники кажуть, що для кращого розуміння явища потрібна більша вибірка. Майбутні телескопи для огляду всього неба можуть виявити більше, залежно від основної астрофізики. Джерело