Ученые Института астрономии Гавайского университета (IfA) открыли новый тип космического взрыва, превосходящий по энергии все ранее известные явления. Они назвали эти редкие события «экстремальными ядерными транзиентами» (ENT), которые происходят, когда сверхмассивные черные дыры разрывают звезды массой как минимум в три раза больше Солнца. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
«Мы более десяти лет наблюдали, как звезды разрушаются в результате приливных воздействий, но ENT — это нечто иное. Их яркость почти в 10 раз превышает типичные показатели. Они не только значительно ярче обычных приливных разрушений, но и продолжают светиться годами, превосходя по энергии даже самые яркие известные сверхновые», — рассказал Джейсон Хинкл, руководивший исследованием в рамках своей докторской диссертации в IfA.
ENT встречаются в миллионы раз реже, чем сверхновые. Однако их колоссальная яркость позволяет обнаруживать их даже в крайне удаленных галактиках, что дает ученым новый способ изучения черных дыр в ранней Вселенной.
Находка в данных
Один из изученных ENT с обозначением Gaia18cdj выделил в 25 раз больше энергии, чем самая мощная из известных сверхновых. Всего за год он излучил столько энергии, сколько 100 солнц за всю свою жизнь. Для сравнения, большинство сверхновых производят лишь эквивалент энергии одного Солнца за аналогичный период.
Хинкл впервые заметил необычные вспышки, анализируя открытые данные космического телескопа Gaia. В отличие от обычных космических взрывов, которые затухают за несколько недель, ENT светятся стабильно годами.
«Наблюдения Gaia не говорят вам, что именно изменилось, только то, что объект стал ярче. Но когда я увидел эти плавные, долгоживущие вспышки в центрах далеких галактик, я понял, что мы столкнулись с чем-то необычным», — объяснил астроном.
Редкие космические события
Для изучения ENT использовались данные системы ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) с телескопами на Халеакала и Мауна-Лоа, обсерватории Кека на Мауна-Кеа и других наземных и орбитальных телескопов. Версии о сверхновых или обычной активности черных дыр были исключены — ENT, вероятно, возникают, когда черные дыры медленно поглощают звезды в несколько раз массивнее Солнца.
«ENT — это ценный инструмент для изучения сверхмассивных черных дыр в далеких галактиках, — отметил доцент IfA Бен Шаппи, соавтор исследования. — Яркость позволяет видеть их на огромных расстояниях, а в астрономии смотреть далеко — значит, заглядывать в прошлое. Наблюдая за этими продолжительными вспышками, мы узнаем, как росли черные дыры, когда Вселенная была вдвое моложе, а галактики активно формировали звезды и „кормили“ свои сверхмассивные черные дыры в 10 раз интенсивнее, чем сегодня».
Астрономы надеются обнаружить еще множество ENT, каждый из которых поможет понять силы, формирующие галактики в космических масштабах. Новые инструменты, такие как обсерватория Веры Рубин и космический телескоп «Нэнси Грейс Роман», смогут находить подобные события, что улучшит наше понимание активности черных дыр в ранней Вселенной.
«ENT — не просто драматичный конец жизни массивной звезды. Они освещают процессы, благодаря которым растут крупнейшие черные дыры во Вселенной», — заключил Хинкл.