Астрономы обнаружили самые мощные вспышки энергии со времен Большого взрыва

Астрономы из Гавайского университета обнаружили совершенно новый класс мощных космических явлений с высвобождением колоссального количества энергии вследствие гибели сверхмассивных звезд.

Эти явления уже получили название экстремальных ядерных транзиентов или сокращенно ENT. Они происходят, когда сверхмассивная звезда, в несколько раз больше Солнца, слишком близко оказывается вблизи черной дыры в центре галактики. 

Астрономы впервые обнаружили признаки ENT, исследуя данные миссии телескопа Gaia. Они заметили две загадочные вспышки, получившие название Gaia16aaw и Gaia18cdj, и не соответствовавшие ни одному из сценариев, которые наблюдались до этого. Их кривые блеска были плавными и постепенно становились ярче, резко контрастируя с беспорядочным мерцанием типичных вспышек черных дыр или внезапными вспышками сверхновых.

Третья подобная вспышка AT2021lwx была независимо обнаружена в результате широкоугольного астрономического обзора неба с использованием новой камеры, прикрепленной к телескопу Сэмюэля Ошина в Паломарской обсерватории в округе Сан-Диего, Калифорния (Zwicky Transient Facility). В частности, самое яркое из событий Gaia18cdj выделило 2,5 × 10⁵³ эрг энергии — в 25 раз больше, чем самые мощные из известных сверхновых. При том, что обычная сверхновая в течение года выбрасывает столько энергии, сколько Солнце способно выработать за все 10 млрд лет своего существования. 

Исследователи сосредоточились на изучении процесса разрушения сверхмассивных звезд, которые оказываются слишком близко к черным дырам в галактических центрах. Эти звезды буквально разрывает на части. Обломки звезды на какое-то время формируют аккреационный диск вокруг черной дыры, которая постепенно поглощает их. Обычно, когда черная дыра поглощает газ из окружающего пространства, ее свечение меняется довольно хаотично и непредсказуемо. А вот ENT демонстрируют удивительно плавную и длительную вспышку. Ученые считают, что это связано именно с тем, что черная дыра неторопливо поглощает останки целой, недавно разорванной звезды.

Для подтверждения этой гипотезы Джейсон Хинкл вместе с командой астрономов в течение многих лет наблюдали за ENT, подключив к этому гавайскую систему ATLAS, обсерваторию Кека и большое количество телескопов по всему миру. 

Спектры ENT демонстрировали излучение горячего синего света и широких линий водорода, что является признаком высокоэнергетической аккреции на черную дыру. Галактики, в которых размещались эти сверхмассивные черные дыры и звезды, имели красное смещение около 1, что указывает, что ENT происходили около 7-8 млрд лет назад, когда звездообразование и рост черных дыр были на максимуме.

Однако такие события как ENT чрезвычайно редки и происходят по меньшей мере в 10 раз реже, чем взрывы сверхновых. Для их возникновения в центральной области галактики должна существовать сверхмассивная звезда, которая неспешно дрейфует в сторону черной дыры, которая уничтожает ее, однако не поглощает сразу.

Ожидается, что в ближайшие годы поисками ENT начнут заниматься новые телескопы, как обсерватория Веры Рубин в Чили и космический телескоп NASA Roman Space Telescope. Это поможет ученым, наконец, понять, как живут и развиваются черные дыры, а также узнать много интересного о ранней Вселенной.

Результаты исследования опубликованы в журналеScience Advances

Источник: ZMEScience