Міжнародна команда астрономів з Гавайського університету ідентифікувала раніше невідомий клас потужних космічних спалахів, які виникають під час руйнування надмасивних зірок поблизу чорних дір. Нові явища отримали назву екстремальні ядерні транзієнти (ENT) та суттєво відрізняються від типових вибухів наднових або спалахів чорних дір за своєю яскравістю та тривалістю.
Про це розповідає ProIT
ENT: особливості та відкриття
ENT виникають, коли надмасивна зірка, що перевищує Сонце у декілька разів, наближається до чорної діри в центрі галактики. Під дією сильних гравітаційних сил зірка руйнується, а її уламки формують акреаційний диск навколо чорної діри, поступово поглинаючись нею. Унаслідок цього процесу вивільняється енергія, яка виявилась у рази більшою, ніж при звичайних вибухах наднових.
“Ми вже більше десяти років спостерігаємо, як зірки розриваються приливними силами, але ENT — це звірі іншого порядку. Їхня яскравість майже вдесятеро перевершує типові події такого роду! ENT не тільки набагато яскравіші за звичайні приливні руйнування, але й продовжують світитись протягом багатьох років, набагато перевершуючи енерговиділення навіть найяскравіших з відомих вибухів наднових”, — пояснює керівник дослідження Джейсон Хінкл.
Перші ознаки ENT були виявлені під час аналізу даних космічного телескопа Gaia, коли астрономи зафіксували два незвичні спалахи — Gaia16aaw та Gaia18cdj. Їхні криві блиску суттєво відрізнялись від відомих сценаріїв: світіння поступово ставало яскравішим без хаотичних змін, притаманних типовим спалахам чорних дір чи наднових. Третій випадок, AT2021lwx, був незалежно зафіксований під час огляду неба камерою Zwicky Transient Facility у Паломарській обсерваторії (США).
Масштаби енергетичних викидів ENT
ENT демонструють разючу потужність. Зокрема, Gaia18cdj виділила близько 2,5 × 10⁵³ ерг енергії, що у 25 разів перевищує найяскравіші з відомих наднових. Для порівняння, типова наднова за рік випускає стільки ж енергії, скільки Сонце виробляє за всі 10 мільярдів років свого життя.
Оптичні та інфрачервоні криві блиску об’єктів Gaia16aaw (ліворуч), Gaia18cdj (центр) та AT2021lwx (праворуч)/ Science Advances
Дослідники докладно вивчали процеси руйнування надмасивних зірок у центральних областях галактик, де подібні зірки можуть повільно дрейфувати у напрямку чорної діри. ENT характеризуються плавним і тривалим світінням, що пояснюється неквапливим поглинанням уламків цілої зірки. На відміну від хаотичного світіння при звичайному поглинанні газу, ENT мають стабільний характер спалаху.
Науковці використовували для спостережень за ENT гавайську систему ATLAS, обсерваторію Кека, а також численні телескопи у різних частинах світу. Спектральний аналіз показав наявність гарячого синього випромінювання та широких ліній водню — характерних ознак високоенергетичної акреції. Встановлено, що ENT відбувались приблизно 7–8 мільярдів років тому, у період найінтенсивнішого зореутворення та зростання чорних дір (галактики з червоним зміщенням близько 1).
Попри свою грандіозність, ENT є надзвичайно рідкісними явищами — вони трапляються щонайменше у 10 разів рідше, ніж вибухи наднових. Для їх появи необхідна наявність надмасивної зірки, що поступово наближається до чорної діри у центрі галактики, де вона зрештою руйнується, але не зникає миттєво.
У перспективі астрономи планують використовувати нові телескопи, зокрема обсерваторію Віри Рубін у Чилі та космічний телескоп NASA Roman Space Telescope, для подальших пошуків ENT. Це може дати змогу отримати більше інформації про природу чорних дір та ранні етапи розвитку Всесвіту.