Ученые обнаружили мощный космический объект, не входящий ни в одну из категорий

Фото из открытых источников

Учёные обнаружили загадочный космический объект, мощность которого в 10–100 раз превышает мощность всех известных сверхновых. Что это может быть? Статья, описывающая открытие Punctum, была принята в журнал Astronomy & Astrophysics, а предварительная версия пока размещена на astro.ph.

Необычайно мощный загадочный объект, обнаруженный в соседней галактике и видимый пока только в миллиметровом радиодиапазоне, может оказаться совершенно новым астрофизическим объектом, непохожим ни на что, виденное астрономами ранее.

Объект был назван «Punctum», производным от латинского pūnctum, означающего «точка», группой астрономов под руководством Елены Шабловинской из Института астрофизических исследований Университета Диего Порталеса в Чили. Шабловинская обнаружила его с помощью ALMA, Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы.

«За пределами области сверхмассивных черных дыр Punctum действительно мощен», — рассказала Шабловинская.

Астрономы пока не знают, что это такое — известно лишь, что это компактное тело, у него удивительно структурированное магнитное поле, и, по сути, это объект, излучающий огромное количество энергии.

«Если рассматривать это в контексте, Punctum поразительно яркий — в 10 000–100 000 раз ярче типичных магнетаров, примерно в 100 раз ярче микроквазаров и в 10–100 раз ярче почти каждой известной сверхновой. Среди звёздных источников в нашей галактике его превосходит только Крабовидная туманность», — сказала Шабловинская.

Пунктум находится в активной галактике NGC 4945, которая является довольно близким соседом нашей галактики Млечный Путь, расположенной в 11 миллионах световых лет от нас. Это находится за пределами Местной группы. Однако, несмотря на такую ​​близость, его нельзя увидеть в оптическом или рентгеновском диапазоне, а только в миллиметровом радиодиапазоне. Это только усугубило загадку, хотя космическому телескопу имени Джеймса Уэбба ( JWST ) ещё предстоит изучить объект в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах.

Его яркость оставалась неизменной в течение нескольких наблюдений, проведённых в 2023 году, что означает, что это не вспышка или какое-либо другое преходящее явление. Миллиметровое излучение обычно исходит от холодных объектов, таких как молодые протопланетные диски и межзвёздные молекулярные облака. Однако высокоэнергетические явления, такие как квазары и пульсары, также могут генерировать радиоволны посредством синхротронного излучения, при котором заряженные частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, описываются спиралью вокруг линий магнитного поля и излучают радиоволны.

Что мы знаем о Пунктуме, так это то, что, судя по силе поляризации его миллиметрового света, он должен обладать высокоструктурированным магнитным полем. Поэтому Шабловинская полагает, что наблюдаемое нами у Пунктума излучение — это синхротронное. Объекты с сильной поляризацией, как правило, компактны, поскольку более крупные объекты обладают хаотичными магнитными полями, которые нейтрализуют любую поляризацию.

Возможно, источником синхротронного излучения является магнетар, полагают учёные, который представляет собой пульсар с сильным магнитным полем. Однако, хотя упорядоченное магнитное поле магнетара вполне соответствует всем требованиям, магнетары (и обычные пульсары, если уж на то пошло) гораздо слабее в миллиметровом диапазоне длин волн, чем Пунктум.

Остатки сверхновой, такие как Крабовидная туманность, представляющая собой беспорядочные внутренности звезды, выброшенные в космос в 1054 году нашей эры, ярко светят в миллиметровом диапазоне. Проблема в том, что остатки сверхновой довольно велики — сама Крабовидная туманность имеет диаметр около 11 световых лет, — тогда как Пунктум, очевидно, гораздо меньше и компактнее.

«На данный момент Punctum действительно стоит особняком — он не вписывается ни в одну из известных категорий», — сказала Шабловинская. «И, честно говоря, ничего подобного не наблюдалось ни в одном из предыдущих миллиметровых обзоров, в основном потому, что до недавнего времени у нас не было ничего столь же чувствительного и высокоточного, как ALMA».

Существует оговорка, что Punctum может быть просто аномалией: экстремальной версией известного объекта, например, магнетара в необычной среде или остатка сверхновой, взаимодействующего с плотным веществом. Однако пока это лишь предположения, не подкреплённые доказательствами. Вполне возможно, что Punctum действительно является первым представителем нового типа астрофизических объектов, которые мы раньше не видели, просто потому, что их может обнаружить только телескоп ALMA.

В случае с Пунктумом, он в 100 раз слабее активного ядра NGC 4945, которое заряжается энергией от сверхмассивной чёрной дыры, питающейся падающим веществом. Пунктум, вероятно, вообще не был бы замечен в данных ALMA, если бы не его исключительно сильная поляризация.

Дальнейшие наблюдения с помощью ALMA, безусловно, помогут пролить свет на тип объекта Punctum. Наблюдения, которые открыли Punctum, были сосредоточены на ярком активном ядре NGC 4945; Punctum оказался в поле зрения лишь случайно. В будущих наблюдениях Punctum с помощью ALMA можно будет добиться гораздо более низкого уровня шума, не беспокоясь о пересвечении яркого ядра галактики, и его также можно будет наблюдать на разных частотах.

Наибольшую помощь потенциально может оказать JWST. Если он сможет увидеть инфракрасный аналог, то его более высокое разрешение может помочь определить, что такое Punctum.

«Высокое разрешение и широкий спектральный диапазон JWST могут помочь выяснить, является ли излучение Punctum чисто синхротронным или включает в себя пылевые или эмиссионные линии», — сказала Шабловинская.

На данный момент это сплошные «если» и «но», и все, что мы можем сказать наверняка, это то, что астрономы столкнулись с настоящей загадкой, которая до сих пор сбивает их с толку.

«В любом случае, — заключила Шабловинская, — Punctum показывает нам, что в миллиметровом небе ещё многое предстоит открыть».