Ярчайшая вспышка была вызвана черной дырой, "пообедавшей" звездой

Художественное изображение звезды вблизи сверхмассивной чёрной дыры.
Иллюстрация ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Год назад во время обзора неба ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), который проводится телескопами автоматически, техникой была замечена вспышка под кодовым обозначением ASASSN-15lh. Позже учёные классифицировали её как беспрецедентно яркую вспышку сверхновой, порожденную взрывом массивной звезды в конце её жизни.

Согласно данным, яркость вспышки вдвое превысила признанный до этих пор рекорд яркости сверхновых за всю историю наблюдений. Например, в момент наибольшей интенсивности объект излучал энергию, в 20 раз превосходящую весь световой поток Млечного Пути.

Теперь же международная команда исследователей под руководством Йоргоса Лелудаса (Giorgos Leloudas) из Вейцмановского института наук в Израиле и Центра тёмной космологии в Дании провела дополнительные наблюдения галактики, в которой произошло это событие. Галактика удалена от Земли на четыре миллиарда световых лет. Новые данные помогли учёным объяснить природу столь яркой вспышки.

"Мы изучали источник излучения на протяжении десяти месяцев после события и пришли к выводу, что он вряд ли является яркой сверхновой. Наши результаты показывают, что это событие, вероятно, связано с быстровращающейся сверхмассивной чёрной дырой, которая уничтожила звезду небольшой массы", — говорит Лелудас.

Согласно этому сценарию, невероятно сильное гравитационное воздействие сверхмассивной чёрной дыры, расположенной в центре галактики, разорвало солнцеподобную звезду, оказавшуюся слишком близко. Таких событий, называемых приливным разрушением (tidal disruption), до сих пор наблюдалось всего около десяти.

Во время приливного разрушения звезда буквально "превращается в спагетти" (spaghettification), сравнивают учёные. Ударные волны, порождаемые сталкивающимися фрагментами звезды и тепло, выделяющееся при аккреции, приводят к колоссальному выделению энергии, которое и выглядит как яркая вспышка сверхновой. Хотя при обычных условиях эта звезда никогда не превратилась бы в сверхновую — её масса недостаточна для инициации этого процесса.

Новые выводы исследователей основываются на наблюдениях, выполненных различными телескопами, как наземными, так и космическими, в том числе "Очень Большим Телескопом" (VLT) Обсерватории ESO на горе Параналь, телескопом NTT Обсерватории ESO Ла-Силья и космическим телескопом "Хаббл" (Hubble).

"Существует несколько независимых наблюдательных доказательств того, что это событие было именно приливным разрушением, а не вспышкой яркой сверхновой", — отмечает соавтор работы Морган Фрейзер (Morgan Fraser) из Кембриджского университета в Великобритании.

В частности, данные наблюдений свидетельствуют о том, что за десять месяцев после вспышки, событие пережило три различных этапа. Последние больше соответствуют модели приливного разрушения, чем тому, что должно происходить при невероятно яркой вспышке сверхновой.

Сходство с моделью сверхновой ещё сильнее уменьшается, если принять во внимание наблюдавшееся повторное повышение блеска в ультрафиолете и рост температуры. Наконец, в красной, массивной и малоактивной галактике, в которой произошла вспышка, появление исключительно яркой сверхновой выглядело бы очень странно — обычно они вспыхивают в голубых карликовых галактиках с активным звездообразованием.

 

Добавим, что хотя исследователи, исходя из всего этого, считают крайне маловероятным, что наблюдаемая вспышка объясняется взрывом сверхновой, они признают, что и приливное разрушение (в классическом понимании) тоже не даёт адекватного объяснения данному событию.

Так, член исследовательской группы Николас Стоун (Nicholas Stone) из Колумбийского университета в США считает: "Модель приливного разрушения, которую мы предлагаем, не будет в данном случае работать, если мы рассматриваем невращающуюся сверхмассивную чёрную дыру. Поэтому мы считаем, что событие ASASSN-15lh было приливным разрушением, вызванным очень необычным видом чёрной дыры".

Кстати, масса галактики, в которой произошла вспышка, позволяет оценить массу сверхмассивной чёрной дыры в её центре как минимум в 100 миллионов солнечных масс. А чёрная дыра такой массы не могла бы разрушать звезды вне своего горизонта событий — границы, внутри которой ничто не может преодолеть гравитационного притяжения чёрный дыры и вырваться наружу. Однако, если чёрная дыра относится к особому типу быстровращающихся, так называемых керровских чёрных дыр, ситуация меняется и это ограничение снимается.

"Даже собрав воедино все полученные наблюдательные данные, мы не можем со стопроцентной уверенностью утверждать, что событие ASASSN-15lh было актом приливного разрушения", — заключает Лелудас. — Но всё же это предположение выглядит определённо предпочтительным по сравнению с остальными".

 

Исследование о невероятном событии будет опубликовано в журнале Nature Astronomy, сейчас оно доступно для прочтения в PDF-формате на сайте Обсерватории ESO.

Кстати, недавно астрономы наблюдали оптическое излучение одного из самых мощных взрывов во Вселенной.

Сегодня