Загадка ярчайших космических взрывов

Самый яркий космический объект своего рода, когда-либо обнаруженный, мог помочь астрономам разгадать тайну мощных ярко-синих космических взрывов.

В центре открытия находится сигнал от так называемого Яркого Быстрого Синего Оптического Транзиента (LFBOT), обозначенного как AT 2024wpp, который был впервые замечен в 2024 году. Этот сигнал показал группе ученых, что LFBOT являются результатом экстремальных событий разрушения приливом (TDE), когда черная дыра с массой до 100 раз превышающей массу Солнца полностью разрывает свою сопутствующую звезду всего за несколько дней.

На данный момент было обнаружено чуть более дюжины LFBOT, и их причина долгое время ставила астрономов в тупик. Ранее в качестве возможных причин выдвигались странные типы взрывающихся звезд (суперновые) и межзвездный газ, поглощаемый черными дырами.

LFBOT так названы из-за своей невероятной яркости, их можно наблюдать на расстоянии до миллиардов световых лет. Они излучают высокоэнергетический свет, начиная от синей области оптического спектра до ультрафиолетовых и рентгеновских длин волн, и существуют всего несколько дней. Хотя первая LFBOT была замечена в 2014 году, только в 2018 году астрономы смогли зафиксировать событие в достаточных деталях для правильного анализа.

Это событие, обозначенное как AT 2018cow, получило прозвище «Корова», и последующие LFBOT также обзавелись зоологическими прозвищами: Коала (ZTF18abvkwla), Тасманийский дьявол (AT 2022tsd) и Финч (AT 2023fhn). AT 2024wpp пока не имеет своего прозвища, но «Оса» выглядит довольно подходящим вариантом.

Ничто иное, как обычное разрушение приливом

Когда исследователи оценили AT 2024wpp, они обнаружили, что он излучает примерно в 100 раз больше энергии, чем средняя супернова, что, по-видимому, исключает взрывающиеся звезды как возможную причину. Чтобы произвести такое количество энергии, взрывающаяся звезда должна была бы мгновенно преобразовать около 10% своей массы в энергию согласно формуле Эйнштейна E=mc^2 за считанные недели.

Наблюдения команды с использованием обсерватории Gemini South показали избыток ближнего инфракрасного света из источника AT 2024wpp, что было ранее замечено только у AT 2018cow и не связано с обычными суперновыми.

Члены команды предполагают, что в случае TDE, стоящего за AT 2024wpp, черная дыра паразитически поглощала материал от своей сопутствующей звезды в течение длительного времени. Этот материал образовал сферическую оболочку вокруг черной дыры, но находился слишком далеко, чтобы быть полностью поглощенным ею.

Тем не менее, сопутствующая звезда в конечном итоге приближается к черной дыре настолько близко, что подвергается разрыву под влиянием гравитации. В результате новая звездная материя врезается в тот материал, который черная дыра накапливала в течение всей истории системы. Это приводит к генерации рентгеновского, ультрафиолетового и оптического синего света, который мы наблюдаем как AT 2024wpp. Радиоволны возникают, когда материал вокруг черной дыры направляется к ее полюсам и разгоняется до 40% скорости света, выстреливая наружу в виде струй.

Следовательно, звезда, разорванная в событии, приведшем к запуску AT 2024wpp, имеет массу около 10 солнечных масс и является высокоразвивающейся звездой, приближающейся к завершению своего жизненного цикла, известной как звезда Вольфа-Рэйе. Это объясняет слабое водородное излучение вокруг AT 2024wpp, поскольку звезды такого типа предполагаются достаточно распространенными в активно образующих звезды галактиках.

Таким образом, вопрос о том, что делает эти TDE такими уникальными, остается открытым, и астрономы продолжают изучать это поразительное явление, которое уже бросает свет на сложные процессы, происходящие в глубоких глубинах нашей вселенной.