Телескоп “Габбл” виявив загадковий вибух там, де його не повинно бути
Приблизно один-два рази на рік астрофізики реєструють у різних частинах неба потужні блакитні спалахи – одну з найяскравіших подій у Всесвіті. Ці спалахи з’являються на небі несподівано і потім досить швидко зникають. За весь час спостережень їх відкривали тільки в галактиках. Але остання подія, яка отримала позначення AT2023fhn, або “Зяблик”, сталася там, де вчені не очікували її побачити.
У 2018 році наземний телескоп ATLAS-HKO, розташований в обсерваторії Халеакала на Гаваях (США), зареєстрував в оптичному діапазоні яскравий спалах вибуху в галактиці CGCG 137-068. Цю подію назвали AT2018cow, або “Корова”, відстань до неї становила 200 мільйонів світлових років. Примітна вона була з двох причин. По-перше, спалах виявився яскравішим за звичайний спалах наднової в 10-100 разів, а по-друге, “Корова” зник через кілька днів.
Такі явища дослідники раніше ніколи не бачили, тому точно не знали, що саме вони виявили. Висувалися припущення, що AT2018cow – рідкісний тип наднових. Але зазвичай наднові так себе не поводять: на небі вони “світяться” протягом тижнів.
Після “Корови” подібні спалахи вибухів учені відкривали один-два рази на рік, деякі були набагато яскравішими за попередні. З 2018-го по 2022-й фахівці виявили шість таких подій. Їх навіть віднесли до окремого класу астрономічних об’єктів, які назвали Luminous fast blue optical transients (LFBOT). Усі ці явища об’єднують дві важливі властивості:
- Вони вкрай яскраві, їхня яскравість непорівнянна з надновими, що робить ці спалахи одними з найяскравіших подій у Всесвіті;
- Їх спостерігають тільки в галактиках.
У жовтні 2023 року група астрофізиків з ESA і NASA опублікувала в електронному архіві препринтів arXiv статтю, в якій розповіла, що за допомогою спільної роботи наземних телескопів і орбітальної обсерваторії “Габбл” вдалося відкрити й описати сьому LFBOT-подію. Вона докорінно відрізняється від шести попередніх. Стаття вчених готується до виходу в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Новий спалах вибуху отримав позначення AT2023fhn, або “Зяблик”, його відкрили 10 квітня “Установкою для пошуку транзієнтів імені Цвіккі” (Zwicky Transient Facility). Спершу наземні телескопи обсерваторії Gemini, які розташовані в Чилі, виміряли спектр видимого випромінювання “Зяблика”. З’ясувалося, що температура спалаху становить 20 тисяч градусів Цельсія – не така висока, як у деяких масивних зірок, і, звичайно, не така, як у спалахів наднових. Потім телескопи допомогли визначити відстань: світло від події йшло до Землі три мільярди років – на величезній відстані, на якій його може “розгледіти” тільки космічний телескоп. Для цієї мети обрали “Габбл”.
“Зяблик” розташований між двома галактиками. Знімок телескопа “Габбл” / © NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC, Radboud University)
Коли космічна обсерваторія почала спостерігати за “Зябликом” у різних частинах спектра, вчені зрозуміли, що знають про LFBOT-події ще менше, ніж думали раніше. На відміну від шести інших аналогічних спалахів, новий спостерігався не в галактиці, а в порожньому міжгалактичному просторі – приблизно за 50 тисяч світлових років від сусідньої спіральної галактики і приблизно за 15 тисяч світлових років від галактики меншого розміру.
“Ми припускали, що ці спалахи вибухів можуть належати до рідкісного типу наднових з ядром, яке колапсує, – гігантських зірок, які за астрономічними мірками недовговічні. Ці об’єкти, перш ніж перетворитися на наднову, не встигають віддалитися дуже далеко від місця свого народження – скупчення новонароджених зірок. Усі попередні спалахи ми відкривали в спіральних рукавах галактик з інтенсивним зореутворенням. Тобто пояснення цих спалахів рідкісним типом наднових нам підходило. Але остання подія показала, що ми помилялися”, – пояснив провідний автор дослідження Ешлі Краймс.
У астрофізиків є два пояснення природи “Зяблика”:
- Спалах викликаний тим, що чорна діра масою від 100 до кількох тисяч мас Сонця розірвала на частини масивну зірку. Кульове зоряне скупчення – найімовірніше місце, де можна було б виявити чорну діру середніх розмірів. Можливо, “Зяблик” спалахнув усередині кульового зоряного скупчення в зовнішньому гало однієї з двох сусідніх галактик;
- “Зяблик” – результат зіткнення двох нейтронних зірок, що рухаються далеко за межами своєї батьківської галактики. Ці зірки рухалися по спіралі назустріч одна одній протягом мільярдів років, після чого зіштовхнулися, що призвело до кілонового вибуху – вибуху, випромінювана енергія якого може перевершувати в тисячу разів енергію, випромінювану новими. Згідно з гіпотезою, якщо одна з нейтронних зірок сильно “намагнічена” (володіє винятково сильним магнітним полем) – йдеться про магнетара, – це може значно збільшити потужність вибуху. Тоді яскравість спалаху може в 100 разів перевищити яскравість спалаху звичайної наднової.
- У будь-якому разі вчені сподіваються, що розгадати таємницю природи “Зяблика” їм допоможе космічний телескоп “Джеймс Вебб”. Принаймні, він прояснить, стався спалах усередині кульового зоряного скупчення в зовнішньому гало однієї з двох сусідніх галактик чи ні.
