В результате странного взрыва звезды, возможно, была обнаружена суперкилонова

Фото из открытых источников

Группа исследователей из Калифорнийского технологического института, возможно, обнаружила первую в истории суперкилонову — космическое явление, при котором звезда взрывается дважды с разной интенсивностью. Результаты данного исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Их анализ серии наблюдений, начавшихся с гравитационной волны, обнаруженной ранее в этом году, возможно, предоставил доказательства первого известного случая сверхновой, за которой последовала килонова.

Сверхновые возникают, когда быстро вращающиеся звезды, намного массивнее Солнца, коллапсируют и взрываются, обычно оставляя после себя нейтронную звезду.

Килонова, с другой стороны, образуется в результате невероятно энергичных слияний двух нейтронных звезд, которые часто начинают свое существование как двойная система. Эти мощные события порождают гравитационные волны, распространяющиеся по пространству-времени и сотрясающие саму ткань Вселенной, подобно колоколу.

Поэтому, когда 18 августа 2025 года коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA зафиксировала подобные гравитационные волны, астрономы начали поиски признаков катастрофического столкновения.

В течение нескольких часов астрономическое сообщество прочесало небо в поисках точного источника этого явления и обнаружило интригующий и быстро исчезающий объект на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет.

В некотором смысле это конкретное событие, известное теперь как AT2025ulz, напоминало единственную другую «однозначно подтвержденную» килонову, обнаруженную в 2017 году. Названная GW170817, она стала важным прорывом, благодаря которому ученые впервые точно определили источник гравитационных волн и их происхождение.

Как и в случае с GWI70817, тлеющие угли, обнаруженные в месте нахождения AT2025ulz, светились красным, образуя тяжелые элементы, такие как золото, что указывало на произошедшее энергетическое столкновение. Однако после того, как красное свечение погасло несколько дней спустя, AT2025ulz снова посветлела, но на этот раз в ее спектре появился водород; это типично для сверхновой, а не для килоновой.

Так что же это было, сверхновая или килонова? И то, и другое, предполагают исследователи.

В предыдущих исследованиях высказывалась гипотеза о том, что сверхновые могут – в редких случаях – выбрасывать из своего быстро вращающегося диска обломков не только одну, но и две нейтронные звезды. Если бы они немедленно столкнулись и слились, они могли бы генерировать сигнал гравитационных волн, характерный для килоновой.

Как правило, эти слияния происходят на открытом пространстве, что обеспечивает беспрепятственный обзор выбросов.

Соавтор исследования Брайан Метцгер из Колумбийского университета объяснил, что на этот раз слияние произошло «внутри взрывающейся звезды, поэтому любой сигнал килоновой будет заблокирован гораздо большей массой, выброшенной из взрывающейся звезды».

Не менее важно и то, что среди двух столкнувшихся объектов, породивших килонову, было удивительно малое тело – «по крайней мере, один из столкнувшихся объектов имеет массу меньше типичной нейтронной звезды», – говорит соавтор исследования Дэвид Райтце из LIGO.

Само по себе это редкое открытие, поскольку механизмы образования таких (пока еще не обнаруженных) субзвездных нейтронных звезд остаются «серьезной проблемой для изучения звездной эволюции».

Предполагается, что размер нейтронных звезд обычно находится в диапазоне от 2,2 до примерно трех солнечных масс, хотя в принципе он может опускаться до 0,1 солнечной массы.

Теоретически, существует всего два способа образования субзвездных нейтронных звезд из сверхновой. Либо путем деления, когда быстро вращающаяся массивная звезда превращается в сверхновую и расщепляется на две нейтронные звезды вместо одной, либо путем процесса, называемого фрагментацией.

В последнем сценарии быстро вращающаяся массивная звезда (массой не менее 20 солнечных масс) коллапсирует, образуя большой вращающийся газовый диск массой в несколько солнечных масс.

«Через несколько секунд после образования диск под действием собственной гравитации распадается на „рой более мелких сгустков, которые, в свою очередь, через несколько секунд коллапсируют в маломассивные нейтронные звезды“», — объясняет Метцгер.

Этот процесс похож на то, как формируются планеты в дисках, окружающих протозвезды, — рассказал Метцгер.

В любом случае, этот пока ещё неопределённый результат напоминает нам о том, что Вселенная будет постоянно удивлять и сбивать нас с толку своими бесконечными тайнами. Он также подчёркивает, что такие захватывающие явления могут иметь множество интерпретаций, скрытых в данных.

Для подтверждения суперкилоновой и подобных ей явлений необходимы дополнительные исследования.

«Будущие события с килоновыми могут не выглядеть как GW170817 и могут быть ошибочно приняты за сверхновые», — заключает соавтор исследования Манси Касливал из Калифорнийского технологического института.