Три звезды исчезли с неба 70 лет назад, и астрономы до сих пор не знают, почему

Фото из открытых источников

Исторические наблюдения Паломарской обсерватории и современные технологии телескопа GTC подтверждают необычайное явление, которое не поддается никакому традиционному объяснению.

Ночью 19 июля 1952 года 48-дюймовый телескоп Ошина в Паломарской обсерватории в Калифорнии делал один из своих регулярных снимков ночного неба. Это было частью Первого Паломарского обзора неба (POSS I), амбициозного проекта по картированию всего неба, видимого из Северного полушария. В ту ночь на фотопластинке, чувствительной к красному свету, было зафиксировано нечто необычное: три светящиеся точки, столь же яркие, как самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом, сгруппировались в крошечной области созвездия Лебедя. Пятьдесят минут спустя, на втором снимке того же района, но с синим фильтром, три светящиеся точки исчезли. И они больше никогда не появятся.

Семьдесят один год спустя, в апреле 2023 года, мощный глаз 10,4-метрового Большого Канарского телескопа (GTC) направился в ту же точку. Его чрезвычайно глубокие наблюдения подтвердили то, что астрономы уже подозревали: никаких следов этих трёх объектов не было. Они отсутствовали более семи десятилетий, что означает, что после непродолжительного сияния в 1952 году они резко потускнели, став как минимум в 10 000 раз тусклее менее чем за час.

Эту загадку международная группа астрономов под руководством Энрике Солано из Испанского центра астробиологии раскрыла в недавнем исследовании. Это не один переменный объект, а три, появляющиеся и исчезающие одновременно в области неба, меньшей видимого размера полной Луны. Это явление не поддаётся простым объяснениям и погружает астрономию в глубочайшую тайну.

Ключ к обнаружению этих сверхбыстрых событий кроется в обращении в прошлое, во времена, предшествовавшие массовому световому загрязнению, создаваемому тысячами искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли. Фотопластинки обзора POSS I, полученные в период с 1949 по 1958 год, открывают уникальный взгляд в первозданное небо. Проект VASCO (« Исчезающие и появляющиеся источники в течение столетия наблюдений ») как раз и посвящен тщательному изучению этих исторических архивов в поисках исчезнувших или появившихся объектов.

Среди тысяч кандидатов команда Солано нашла один особенно впечатляющий. В паломарской красной экспозиции в июле 1952 года три точечных источника с звёздной величиной около 16 (значительная яркость для того времени) были отчётливо видны на площади всего в 10 угловых секунд. Для сравнения, 10 угловых секунд — это видимый размер монеты в один евро, видимый с расстояния более 4 километров.

В центре изображения находятся три источника, похожих на звезды, обозначенные синей стрелкой, как описано в исследовании. Что особенно важно, их форма была идентична форме окружающих обычных звёзд. Анализ профиля показал, что эти светящиеся точки были круглыми и симметричными, без каких-либо следов удлинения или шлейфов. Это сразу же исключает распространённые объяснения, такие как столкновение с фотопластинкой астероидов, метеоров, самолётов или космических частиц, каждое из которых оставило бы след на 50-минутной экспозиции. На пластинке также не было обнаружено никаких дефектов, которые могли бы объяснить наличие этих трёх пятен.

Окончательным доказательством мимолетности события стала съёмка в синем диапазоне, сделанная сразу после этого. На ней три объекта исчезли. Более поздние снимки того же района, сделанные Паломаром два месяца спустя, а также современные обзоры, такие как Pan-STARRS и ZTF, в период с 1991 по 2021 год, подтвердили их отсутствие. Объекты полностью исчезли.

Астрономические технологии невероятно продвинулись со времён фотопластинок. Чтобы закрыть это дело, исследователям требовалось провести наблюдения с максимально возможной чувствительностью. Они запросили время на одном из крупнейших телескопов мира, Гран-Телескопио Канариас (GTC), на острове Ла-Пальма.

В течение двух ночей в апреле 2023 года телескоп GTC направлял своё 10,4-метровое зеркало на местонахождение таинственного трио. Экспозиции в зелёном (g) и красном (r) фильтрах были настолько глубокими, что позволяли обнаруживать объекты в 10 000 раз более слабые, чем наблюдавшиеся в 1952 году. Результат был однозначным: ничего.

Ни на зелёном изображении GTC, ни на красном, достигающем звёздной величины 25,5, не было никаких следов трёх транзиентов. Для верности астрономы наложили круги, отмечающие точное положение объектов 1952 года на новое изображение GTC. В центре этих кругов была только темнота. Рядом появились несколько очень слабых звёзд, но статистические расчёты показали, что их близость, скорее всего, была случайной. Нет никаких доказательств того, что эти слабые точки связаны с ярким событием 1952 года.

Что могло стать причиной этого явления?

В исследовании рассматриваются две основные гипотезы, обе в равной степени увлекательные и сложные.

Гипотеза 1: Три независимых и близких объекта

Первая идея заключается в том, что это были три физически независимых объекта, которые по какой-то причине зажглись и погасли синхронно. Тот факт, что все три объекта зажглись и погасли менее чем за 50 минут, накладывает фундаментальное физическое ограничение: скорость света.

Чтобы «отключение» всех трёх объектов было причинно-следственно связано (то есть вызвано одним и тем же событием), сигнал, вызвавший их исчезновение, не мог распространяться быстрее света. Следовательно, максимальное физическое расстояние между тремя объектами не могло превышать расстояния, которое свет проходит за 50 минут: около 6 астрономических единиц (а.е.), что соответствует среднему расстоянию между Солнцем и Юпитером.

Сочетая это максимальное расстояние (6 а.е.) с их видимым разделением на небе (10 угловых секунд), следует, что, если бы они были причинно связаны, эти объекты должны были бы находиться необычайно близко к нашей Солнечной системе: менее чем в 2 световых годах. Это помещало бы их в наше ближайшее звездное окружение, ближе, чем ближайшая звезда, Проксима Центавра.

Эта близость объясняет, почему их не видно сегодня: такие близкие объекты кажутся быстро движущимися по небу. За 71 год их собственное движение было бы настолько большим, что они уже не находились бы на том же месте, а сместились бы далеко за пределы кругов поиска. Однако идею о трёх независимых объектах, расположенных так близко к Земле, которые синхронно включаются и выключаются и обладают исключительной яркостью, очень трудно совместить с каким-либо известным астрономическим явлением.

Гипотеза 2: Космический гравитационный мираж

Вторая гипотеза, которую авторы считают более правдоподобной, связана с одним из самых экзотических эффектов, предсказанных теорией относительности Эйнштейна: гравитационными линзами. Согласно этой идее, существовало не три объекта, а один, находящийся на огромном расстоянии. Этот единственный объект испытал катастрофический и чрезвычайно кратковременный взрыв или вспышку.

Между этим далёким объектом и нами скопление невидимой массы (это может быть чёрная дыра, группа тёмных звёзд или даже сгусток тёмной материи) действовало как космическое увеличительное стекло. Гравитация этой «линзы» преломляла свет взрыва, создавая несколько путей для фотонов, достигающих Земли. В результате появлялись несколько изображений одного и того же события, которые мы интерпретировали бы как три отдельные «звезды».

Этот сценарий также имеет свои сложности. Фоновое событие должно было быть невероятно ярким (вроде сверхновой или гамма-всплеска), чтобы выглядеть настолько сильно увеличенным. Более того, его продолжительность была аномально короткой: исследователи признают, что мы не знаем, какие взрывные события могут привести к уменьшению светимости в 10 000 раз за время около часа, как того требуют наблюдения.

Гравитационная линза сама по себе должна иметь сложную структуру, чтобы создавать три изображения одинаковой яркости. Простые линзы, такие как одна чёрная дыра, обычно создают два изображения, а не три. Это предполагает, что линза может представлять собой кратную систему или неравномерное распределение материи.

В исследовании представлена модель, показывающая ее правдоподобность: линза массой в 10 миллионов солнц в нашей галактике, искажающая свет внегалактического взрыва, расположенного в миллиардах световых лет от нас, могла бы создавать изображения, разделенные примерно 9 угловыми секундами, что очень похоже на то, что наблюдалось.

Случай этого тройного транзиента не уникален. Проект VASCO ранее выявлял и другие случаи «множественных транзиентов», включая поле с девятью объектами, исчезнувшими одновременно. Но этот новый случай, подтверждённый высококачественными историческими наблюдениями и современным подтверждением от GTC, особенно надёжен.

Традиционные объяснения были отвергнуты одно за другим. Это не астероиды, не самолёты и не дефекты платформ. Профиль свечения соответствует настоящей звезде. Угасание её блеска слишком быстрое, чтобы быть сверхновой, а её множественность исключает большинство известных взрывных событий. Рассматривалась и отвергалась даже версия технологического происхождения, например, огни самолётов, поскольку технологии того времени не позволяли создавать столь короткие вспышки, не оставляя следов, а непрерывного свечения, сопровождающего стробоскопы самолётов, не наблюдалось.

Исследование завершается честным признанием неопределенности: объяснение этих трех переходных явлений и ранее зарегистрированных случаев остается неясным.