Гавайские астрономы обнаружили самые мощные взрывы во Вселенной

Фото из открытых источников

Астрономы из Института астрономии Гавайского университета (IfA) обнаружили самые энергичные космические взрывы, которые когда-либо были выявлены, назвав новый класс событий «экстремальными ядерными транзиентами» (ENT). Эти необычные явления происходят, когда массивные звезды — по крайней мере в три раза тяжелее нашего Солнца — разрываются на части, подойдя слишком близко к сверхмассивной черной дыре. Их разрушение высвобождает огромное количество энергии, видимое на огромных расстояниях. Результаты работы команды были подробно описаны в журнале Science Advances.

«Мы наблюдали, как звезды разрываются на части в результате приливных разрушений более десяти лет, но эти ENT — совсем другие звери, достигающие яркости почти в десять раз больше, чем мы обычно видим», — сказал руководитель исследования Джейсон Хинкль. «ENT не только намного ярче обычных приливных разрушений, но и остаются светящимися в течение многих лет, намного превосходя по энерговыделению даже самые яркие из известных взрывов сверхновых».

Огромная светимость и энергия этих ENT действительно беспрецедентны. Самый энергичный из изученных ENT, названный Gaia18cdj, излучил в 25 раз больше энергии, чем самые энергичные известные сверхновые. В то время как типичные сверхновые излучают столько же энергии всего за один год, сколько Солнце за свою жизнь в 10 миллиардов лет, ENT излучают энергию 100 Солнц за один год.

Впервые ENT были обнаружены, когда Хинкль начал систематический поиск публичных транзиентных обзоров на предмет долгоживущих вспышек, исходящих из центров галактик. Он идентифицировал две необычные вспышки в данных миссии Gaia Европейского космического агентства, которые становились ярче в течение времени, намного большего, чем известные транзиенты, и без характеристик, общих для известных транзиентов.

«Gaia не говорит вам, что такое транзиент, просто что что-то изменилось в яркости», — сказал Хинкль. «Но когда я увидел эти плавные, долгоживущие вспышки из центров далеких галактик, я понял, что мы наблюдаем что-то необычное».

Открытие положило начало многолетней кампании по наблюдению, чтобы выяснить, что это были за источники. С помощью Системы оповещения о столкновении астероидов с Землей UH, обсерватории WM Keck и других телескопов по всему миру команда собрала данные по всему электромагнитному спектру. Поскольку ENT развиваются медленно в течение нескольких лет, для того, чтобы запечатлеть их полную историю, потребовались терпение и настойчивость. Недавно третье событие с похожими свойствами было обнаружено Центром изучения переходных процессов Цвикки и сообщено независимо двумя командами, что добавило весомые аргументы в пользу того, что ENT являются отдельным новым классом экстремальных астрофизических событий.

Авторы определили, что эти необычные события не могут быть сверхновыми, поскольку они высвобождают гораздо больше энергии, чем любой известный звездный взрыв. Чистый энергетический бюджет в сочетании с их плавными и продолжительными кривыми блеска твердо указали на альтернативный механизм: аккрецию на сверхмассивную черную дыру.

Однако ENT значительно отличаются от обычной аккреции черной дыры, которая обычно показывает нерегулярные и непредсказуемые изменения яркости. Плавные и продолжительные вспышки ENT указывают на отдельный физический процесс — постепенную аккрецию разрушенной звезды сверхмассивной черной дырой.

«ЭНТ предоставляют ценный новый инструмент для изучения массивных черных дыр в далеких галактиках. Поскольку они такие яркие, мы можем видеть их на огромных космических расстояниях, а в астрономии смотреть вдаль означает заглядывать назад во времени. Наблюдая эти продолжительные вспышки, мы получаем представление о росте черных дыр, когда Вселенная была вдвое моложе своего нынешнего возраста, когда галактики существовали — формировали звезды и подпитывали свои сверхмассивные черные дыры в 10 раз активнее, чем сегодня», - подчеркнул соавтор исследования Бенджамин Шаппи.

Редкость ENT, которые происходят по крайней мере в 10 миллионов раз реже, чем сверхновые, делает их обнаружение сложным и зависящим от постоянного мониторинга космоса. Будущие обсерватории, такие как обсерватория Веры К. Рубин и космический телескоп Roman от NASA, обещают раскрыть еще много таких захватывающих событий, революционизируя наше понимание активности черных дыр в далекой ранней Вселенной.

«Эти ENT не просто знаменуют собой драматический конец жизни массивной звезды. Они освещают процессы, ответственные за рост крупнейших черных дыр во Вселенной», — заключил Хинкль.