Международная команда астрономов из Гавайского университета идентифицировала ранее неизвестный класс мощных космических вспышек, которые возникают во время разрушения сверхмассивных звезд вблизи черных дыр. Новые явления получили название экстремальные ядерные транзиенты (ENT) и существенно отличаются от типичных взрывов сверхновых или вспышек черных дыр по своей яркости и продолжительности.
Об этом сообщает ProIT
ENT: особенности и открытия
ENT возникают, когда сверхмассивная звезда, превышающая Солнце в несколько раз, приближается к черной дыре в центре галактики. Под действием сильных гравитационных сил звезда разрушается, а её обломки формируют акреционный диск вокруг черной дыры, постепенно поглощаясь ею. В результате этого процесса высвобождается энергия, которая оказалась в разы большей, чем при обычных взрывах сверхновых.
«Мы уже больше десяти лет наблюдаем, как звезды разрываются приливными силами, но ENT — это существа другого порядка. Их яркость почти в десять раз превосходит типичные события такого рода! ENT не только намного ярче обычных приливных разрушений, но и продолжают светиться на протяжении многих лет, значительно превышая энерговыделение даже самых ярких из известных взрывов сверхновых», — объясняет руководитель исследования Джейсон Хинкл.
Первые признаки ENT были обнаружены во время анализа данных космического телескопа Gaia, когда астрономы зафиксировали два необычных всплеска — Gaia16aaw и Gaia18cdj. Их кривые блеска существенно отличались от известных сценариев: свечение постепенно становилось ярче без хаотичных изменений, присущих типичным вспышкам черных дыр или сверхновых. Третий случай, AT2021lwx, был независимо зафиксирован во время обзора неба камерой Zwicky Transient Facility в Паломарской обсерватории (США).
Масштабы энергетических выбросов ENT
ENT демонстрируют поразительную мощность. В частности, Gaia18cdj выделила около 2,5 × 10⁵³ эрг энергии, что в 25 раз превышает самые яркие из известных сверхновых. Для сравнения, типичная сверхновая за год выпускает столько же энергии, сколько Солнце производит за все 10 миллиардов лет своей жизни.
Оптические и инфракрасные кривые блеска объектов Gaia16aaw (слева), Gaia18cdj (центр) и AT2021lwx (справа)/ Science Advances
Исследователи подробно изучали процессы разрушения сверхмассивных звезд в центральных областях галактик, где подобные звезды могут медленно дрейфовать в направлении черной дыры. ENT характеризуются плавным и длительным свечением, что объясняется неспешным поглощением обломков целой звезды. В отличие от хаотичного свечения при обычном поглощении газа, ENT имеют стабильный характер вспышки.
Ученые использовали для наблюдений за ENT гавайскую систему ATLAS, обсерваторию Кека, а также многочисленные телескопы в разных частях мира. Спектральный анализ показал наличие горячего синего излучения и широких линий водорода — характерных признаков высокоэнергетической акреции. Установлено, что ENT происходили примерно 7–8 миллиардов лет назад, в период наибольшего интенсивного звездообразования и роста черных дыр (галактики с красным смещением около 1).
Несмотря на свою грандиозность, ENT являются чрезвычайно редкими явлениями — они происходят как минимум в 10 раз реже, чем взрывы сверхновых. Для их появления необходима наличие сверхмассивной звезды, которая постепенно приближается к черной дыре в центре галактики, где она в конечном итоге разрушается, но не исчезает мгновенно.
В перспективе астрономы планируют использовать новые телескопы, в частности обсерваторию Веры Рубин в Чили и космический телескоп NASA Roman Space Telescope, для дальнейших поисков ENT. Это может позволить получить больше информации о природе черных дыр и ранних этапах развития Вселенной.