Самый масштабный бум со времён Большого взрыва:астрономы обнаружили самые мощные взрывы во Вселенной
Астрономы из Института астрономии Гавайского университета (IfA) обнаружили самые мощные из когда-либо зарегистрированных космических взрывов и назвали новый класс явлений «экстремальными ядерными переходными процессами» (ENT). Эти необычные явления происходят, когда массивные звёзды — по крайней мере в три раза тяжелее нашего Солнца — разрываются на части после того, как оказываются слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре. При их разрушении высвобождается огромное количество энергии, видимое на огромных расстояниях.
Несчастная массивная звезда приближается к сверхмассивной чёрной дыре. Фото: Гавайский университет ------------------
Результаты исследования команды опубликованы в журнале Science Advances.
«Мы наблюдали за тем, как звёзды разрываются на части в результате приливных разрушений, на протяжении более десяти лет, но эти ENT — совсем другие, их яркость почти в десять раз превышает то, что мы обычно видим», — сказал Джейсон Хинкл, который руководил исследованием в рамках своей докторской диссертации в IfA. «ENT не только намного ярче обычных приливных разрушений, но и остаются светящимися в течение многих лет, намного превосходя выработку энергии даже самых ярких известных взрывов сверхновых».
Огромная светимость и энергия этих нейтронных звёзд поистине беспрецедентны. Самая энергичная из изученных нейтронных звёзд, названная Gaia18cdj, излучала в 25 раз больше энергии, чем самые энергичные из известных сверхновых. В то время как типичные сверхновые за один год излучают столько же энергии, сколько Солнце за 10 миллиардов лет своей жизни, нейтронные звёзды излучают энергию 100 Солнц за один год.
Звезда растягивается под воздействием сильных приливных сил и в конечном итоге разрывается на части в результате приливного разрушения.
Вокруг чёрной дыры образуется аккреционный диск, питающий экстремальный ядерный транзиент. Фото: Гавайский университет -----------------
Впервые ENT были обнаружены, когда Хинкл начал систематический поиск в общедоступных каталогах долгоживущих вспышек, исходящих из центров галактик. Он обнаружил две необычные вспышки в данных миссии Европейского космического агентства «Гайя», которые усиливались в течение гораздо более длительного времени, чем у известных транзиентных объектов, и не имели характеристик, присущих известным транзиентным объектам.
«Gaia не говорит вам, что такое переменное явление, она просто сообщает, что что-то изменилось по яркости», — сказал Хинкл. «Но когда я увидел эти плавные, долгоживущие вспышки в центрах далёких галактик, я понял, что мы наблюдаем нечто необычное».
Это открытие положило начало многолетней кампании по выяснению того, что это были за источники. С помощью системы оповещения о столкновении астероидов с Землей Университета Хьюстона, обсерватории У. М. Кека и других телескопов по всему миру команда собрала данные по всему электромагнитному спектру. Поскольку ENT развиваются медленно, в течение нескольких лет, чтобы собрать полную картину, потребовалось терпение и настойчивость.
Недавно третье событие с аналогичными свойствами было обнаружено телескопом Zwicky Transient Facility и независимо описано двумя группами учёных, что ещё раз подтверждает, что ENT — это совершенно новый класс экстремальных астрофизических явлений.
Авторы пришли к выводу, что эти необычные события не могут быть сверхновыми, поскольку они высвобождают гораздо больше энергии, чем любой известный звёздный взрыв. Общий энергетический баланс в сочетании с плавными и продолжительными кривыми блеска однозначно указывает на альтернативный механизм: аккрецию на сверхмассивную чёрную дыру.
Инфракрасное эхо показывает, что пылевой тор окружает центральную чёрную дыру и недавно сформировавшийся аккреционный диск.
Галактика ENT затмевает все звёзды своей галактики-хозяина почти на год. Фото: Гавайский университет
Спустя более чем год аккреция на чёрную дыру замедляется, и объект исчезает. Фото: Гавайский университет ------------------
Однако ENT значительно отличаются от обычной аккреции на чёрную дыру, которая обычно характеризуется нерегулярными и непредсказуемыми изменениями яркости. Плавные и продолжительные вспышки ENT указывают на особый физический процесс — постепенную аккрецию разрушенной звезды сверхмассивной чёрной дырой.
Бенджамин Шаппи, доцент IfA и соавтор исследования, подчеркнул важность открытия: «ENT представляют собой ценный новый инструмент для изучения массивных чёрных дыр в далёких галактиках. Поскольку они такие яркие, мы можем видеть их на огромных космических расстояниях, а в астрономии смотреть вдаль — значит смотреть в прошлое».
«Наблюдая за этими продолжительными вспышками, мы получаем представление о росте чёрных дыр, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сейчас, когда галактики формировались, образуя звёзды и питая свои сверхмассивные чёрные дыры в 10 раз интенсивнее, чем сегодня».
Из-за редкости ENT, которые встречаются как минимум в 10 миллионов раз реже, чем сверхновые, их обнаружение является сложной задачей и зависит от постоянного мониторинга космоса. Будущие обсерватории, такие как обсерватория Веры Рубин и космический телескоп «Роман» НАСА, обещают открыть ещё больше таких впечатляющих объектов, что кардинально изменит наше понимание активности чёрных дыр в далёкой ранней Вселенной.
«Эти нейтронные звёзды не просто знаменуют собой драматичный конец жизни массивной звезды. Они проливают свет на процессы, ответственные за рост самых больших чёрных дыр во Вселенной», — заключил Хинкл.
:::МАРС и КОСМОС:::
Самый масштабный бум со времён Большого взрыва:астрономы обнаружили самые мощные взрывы во Вселенной
Астрономы из Института астрономии Гавайского университета (IfA) обнаружили самые мощные из когда-либо зарегистрированных космических взрывов и назвали новый класс явлений «экстремальными ядерными переходными процессами» (ENT). Эти необычные явления происходят, когда массивные звёзды — по крайней мере в три раза тяжелее нашего Солнца — разрываются на части после того, как оказываются слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре. При их разрушении высвобождается огромное количество энергии, видимое на огромных расстояниях.------------------
Результаты исследования команды опубликованы в журнале Science Advances.
«Мы наблюдали за тем, как звёзды разрываются на части в результате приливных разрушений, на протяжении более десяти лет, но эти ENT — совсем другие, их яркость почти в десять раз превышает то, что мы обычно видим», — сказал Джейсон Хинкл, который руководил исследованием в рамках своей докторской диссертации в IfA. «ENT не только намного ярче обычных приливных разрушений, но и остаются светящимися в течение многих лет, намного превосходя выработку энергии даже самых ярких известных взрывов сверхновых».
Огромная светимость и энергия этих нейтронных звёзд поистине беспрецедентны. Самая энергичная из изученных нейтронных звёзд, названная Gaia18cdj, излучала в 25 раз больше энергии, чем самые энергичные из известных сверхновых. В то время как типичные сверхновые за один год излучают столько же энергии, сколько Солнце за 10 миллиардов лет своей жизни, нейтронные звёзды излучают энергию 100 Солнц за один год.
-----------------
Впервые ENT были обнаружены, когда Хинкл начал систематический поиск в общедоступных каталогах долгоживущих вспышек, исходящих из центров галактик. Он обнаружил две необычные вспышки в данных миссии Европейского космического агентства «Гайя», которые усиливались в течение гораздо более длительного времени, чем у известных транзиентных объектов, и не имели характеристик, присущих известным транзиентным объектам.
«Gaia не говорит вам, что такое переменное явление, она просто сообщает, что что-то изменилось по яркости», — сказал Хинкл. «Но когда я увидел эти плавные, долгоживущие вспышки в центрах далёких галактик, я понял, что мы наблюдаем нечто необычное».
Это открытие положило начало многолетней кампании по выяснению того, что это были за источники. С помощью системы оповещения о столкновении астероидов с Землей Университета Хьюстона, обсерватории У. М. Кека и других телескопов по всему миру команда собрала данные по всему электромагнитному спектру. Поскольку ENT развиваются медленно, в течение нескольких лет, чтобы собрать полную картину, потребовалось терпение и настойчивость.
Недавно третье событие с аналогичными свойствами было обнаружено телескопом Zwicky Transient Facility и независимо описано двумя группами учёных, что ещё раз подтверждает, что ENT — это совершенно новый класс экстремальных астрофизических явлений.
Авторы пришли к выводу, что эти необычные события не могут быть сверхновыми, поскольку они высвобождают гораздо больше энергии, чем любой известный звёздный взрыв. Общий энергетический баланс в сочетании с плавными и продолжительными кривыми блеска однозначно указывает на альтернативный механизм: аккрецию на сверхмассивную чёрную дыру.
------------------
Однако ENT значительно отличаются от обычной аккреции на чёрную дыру, которая обычно характеризуется нерегулярными и непредсказуемыми изменениями яркости. Плавные и продолжительные вспышки ENT указывают на особый физический процесс — постепенную аккрецию разрушенной звезды сверхмассивной чёрной дырой.
Бенджамин Шаппи, доцент IfA и соавтор исследования, подчеркнул важность открытия: «ENT представляют собой ценный новый инструмент для изучения массивных чёрных дыр в далёких галактиках. Поскольку они такие яркие, мы можем видеть их на огромных космических расстояниях, а в астрономии смотреть вдаль — значит смотреть в прошлое».
«Наблюдая за этими продолжительными вспышками, мы получаем представление о росте чёрных дыр, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сейчас, когда галактики формировались, образуя звёзды и питая свои сверхмассивные чёрные дыры в 10 раз интенсивнее, чем сегодня».
Из-за редкости ENT, которые встречаются как минимум в 10 миллионов раз реже, чем сверхновые, их обнаружение является сложной задачей и зависит от постоянного мониторинга космоса. Будущие обсерватории, такие как обсерватория Веры Рубин и космический телескоп «Роман» НАСА, обещают открыть ещё больше таких впечатляющих объектов, что кардинально изменит наше понимание активности чёрных дыр в далёкой ранней Вселенной.
«Эти нейтронные звёзды не просто знаменуют собой драматичный конец жизни массивной звезды. Они проливают свет на процессы, ответственные за рост самых больших чёрных дыр во Вселенной», — заключил Хинкл.
Предоставлено Гавайским университетом в Маноа