Астрономы могли впервые стать свидетелями превращения звезды в черную дыру или нейтронную звезду, сообщает портал Space.com. Сигнал очень мощного выброса радиоизлучения, в шутку прозванный учеными «The Cow» («Корова»), был впервые зафиксирован еще в июне прошлого года. Изначально специалисты посчитали, что увидели появление сверхновой. Однако практически сразу же выяснилось, что некоторые особенности сигнала никогда раньше не наблюдались.
В работе, которая в ближайшее время будет опубликована в журнале Astrophysical Journal, ученые рассказывают о первых 100 днях наблюдений за новым объектом.
«Исходя из наблюдаемых показаний в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах спектра, наше предположение сразу было связано с неким космическим катаклизмом. Среди первых предположений было появление необычной сверхновой, либо поглощение черной дырой белого карлика», — говорит профессор физики и астрономии Раффаэлла Маргутти из Северо-Западного университета в Чикаго (Иллинойс, США).
Белые карлики представляют собой компактные звезды с массами, сравнимыми или большими, чем масса Солнца, но с радиусами в 100 раз меньшими.
«Однако дальнейшие наблюдения за явлением в других диапазонах спектра подвели нас к другому выводу. Мы склоняемся к тому, что могли впервые увидеть рождение черной дыры или нейтронной звезды. Из теорий о черных дырах и нейтронных звезд нам известно, что эти объекты образуются сразу после гибели массивных звезд, но мы никогда не видели раньше сам момент зарождения этих объектов», — добавляет ученый.
Обсуждаемое явление, получившее обозначение AT2018cow (или просто «The Cow»), было впервые зафиксировано с помощью телескопа ATLAS, расположенного на Гавайях. Случилось оно примерно в 200 миллионах световых лет от нас, что по космическим меркам не очень далеко. Еще больший интерес ученых подогрел тот факт, что явление оказалось очень ярким – примерно в 10-100 раз ярче обычного взрыва сверхновой, — а также очень непродолжительным. Пик его яркости наступил всего за несколько дней, по сравнению с обычными двумя неделями.
«Всех это явление очень удивило и заинтересовало, поскольку оказалось очень необычным и в то же время случилось достаточно близко по космическим стандартам», — комментирует профессор физики и астрономии Райан Чорнок из Университета Огайо, являющийся соавтор опубликованного исследования.
Изображение явления AT2018cow и галактики CGCG 137-068, в котором оно произошло, полученное 17 августа 2018 года с помощью одного из спектрографов Обсерватории Кека
После этого астрономы со всего света начали за ним следить с помощью разных телескопов. Например, команда Маргутти решила провести наблюдение за источником с помощью космической обсерваторией NASA NuSTAR, работающем в рентгеновском диапазоне. Кроме того, к работе был подключен космический телескоп ЕКА «INTEGRAL» (Gamma-Ray Astrophysics Laboratory), работающий с гамма-излучением и XMM-Newton, работающий с излучением высоких энергий, а также несколько наземных обсерваторий.
Проведенный химический анализ явления показал наличие в радиусе источника водорода и гелия, чего совсем не ожидали увидеть ученые. Обычно, когда звезды превращаются в сверхновые, то к этому моменту они уже успевают выработать запасы этих элементов в ходе термоядерных реакций.
Наблюдаемое высокоэнергетическое излучение тоже показалось ученым весьма необычным. Телескоп NuSTAR, с помощью которого ученые стали следить за объектом спустя чуть больше недели с момента первого открытия, показал, что источник излучения «Коровы» неожиданно стал значительно ярче в диапазоне высокоэнергетического рентгеновского излучения. По мнению астрономов, это высокоэнергетическое излучение, скорее всего, исходит из области очень горячей и плотной плазмы, окружающей источник.
Поскольку наблюдение за объектом велось в течение длительного периода времени, полученные данные также показали постепенное угасание высокоэнергетического рентгеновского сигнала. Ученые считают, что он был вызван так называемым переработанным излучением – излучением от источника, взаимодействующего с материалом, выброшенным взрывом. По мере того, как материал удаляется от центра взрыва, сигнал постепенно уменьшается и в конечном итоге полностью исчезает.
Команда Маргутти на данный момент делает два предположения. «Корова» может быть либо очень намагниченной нейтронной звездой, вращающейся со скоростью примерно 1000 оборотов в секунду, либо объект раньше относился к молодому, горячему и очень яркому типу звезд — голубым сверхгигантам — впоследствии превратившись в черную дыру.
Согласно второму варианту, предполагают ученые, внутренняя часть звезды уже могла превратиться в черную дыру, в то время как внешние ее слои еще не были в нее затянуты. По мере роста черной дыры она могла утратить некоторую часть своей массы в виде выброшенных частиц нейтрино. Эти нейтрино могли захватить с собой часть частиц внешней оболочки звезды до того момента, как она попала в черную дыру, и образовать вокруг нее аккреционный диск.
На данный момент не все согласны с интерпретацией наблюдений команды Маргутти. По мнению некоторых ученых, если в центре «Коровы» действительно находится нейтронная звезда с сильным магнитным полем, то объект сможет генерировать выбросы рентгеновского излучения еще очень долгие годы. Черная дыра в свою очередь не будет демонстрировать такого поведения, поэтому более продолжительные наблюдения позволят окончательно определить природу наблюдаемого явления. Собственно этим ученые и планируют заняться.
