Астрономи відкрили новий клас найпотужніших спалахів у Всесвіті. Їх утворили зруйновані чорними дірами зірки

04 червня 2025 р. 21:57

04 червня 2025 р. 21:57

Телескопи зареєстрували одразу три надзвичайно яскраві космічні спалахи, кожен з яких випромінив рекордну кількість енергії — більше, ніж будь-яка відома одинична подія у Всесвіті. Астрономи віднесли ці спалахи до нового класу екстремальних ядерних подій та припустили, що подібні спалахи можуть виникати внаслідок руйнування масивної зорі під дією гравітації надмасивної чорної діри у центрі галактики. Свої висновки науковці опублікували у Science Advances .

Художнє зображення чорної діри, що поглинає речовину, у процесі чого можуть виникати подібні спалахи. NASA / CXC / U. Michigan / Miller et al.; ілюстрація: NASA / CXC / M. Weiss

Про які спалахи йдеться?

Зі збільшенням кількості обсерваторій, які постійно оглядають небо, зросла й кількість зареєстрованих транзієнтів — яскравих та потужних спалахів випромінювання, наприклад, спричинених вибухами наднових. Утім, все більше виявлених транзієнтів не вписується у створену для таких подій класифікацію, як-от через потужність випромінювання чи тривалість. Хоча саме за визначенням цих характеристик можна відтворити природу транзієнта та дізнатися більше про механізми його появи та навколишнє середовище. Наприклад, описати фізичні процеси, які відбуваються поблизу надмасивних чорних дір.

Тому астрономи приділяють особливу увагу нетиповим спалахам, які виходять за межі відомих сценаріїв. Три з таких зареєстрували у спостереженнях обсерваторії «Гая» і ZTF.

Що з'ясували астрономи?

Спалахи, які вивчали науковці — Gaia16aaw, Gaia18cdj та AT2021lwx — виявилися надзвичайно потужними й тривалими. Кожен із них сяяв понад 150 днів, що значно перевищує тривалість відомих раніше транзієнтів, а за піковою яскравістю в оптичному діапазоні вони були майже в тисячу разів яскравішими за типові наднові. За загальною кількістю випроміненої енергії ці події стали найенергетичнішими одиничними спалахами, які коли-небудь фіксували у Всесвіті.

Зображення одного зі спалахів, AT2021lwx, отримане обсерваторією ZTF. Subrayan et al. / arXiv, 2023

Детальний спектральний та фотометричний аналіз, проведений астрономами, засвідчив, що всі три події виникли в ядрах далеких галактик, де розташовані надмасивні чорні діри. У спектрах спалахів науковці виявили широкі лінії водню та магнію — характерні ознаки процесів акреції, коли чорна діра поглинає зоряну речовину. Це стало переконливим підтвердженням того, що саме взаємодія зорі з надмасивною чорною дірою лежить в основі цих екстремальних подій.

Згідно з моделюванням, тривалість спалаху й енергетичні характеристики цих транзієнтів напряму залежать від маси чорної діри: що вона більша, то повільніше поглинає речовину, завдяки чому спалах триває довше. Водночас що більша маса зорі, яка руйнується під впливом чорної діри, тим потужнішим є викид енергії під час спалаху.

Чим ці спалахи корисні астрофізиці?

Відкриття екстремальних ядерних транзієнтів змушує науковців переосмислити роль надмасивних чорних дір в еволюції галактик. Ці події демонструють, наскільки екстремальною може бути взаємодія між зорями та чорними дірами, а також допомагають краще зрозуміти, як чорні діри впливають на своє оточення — зокрема, як їхня активність може регулювати утворення нових зір чи змінювати структуру галактичних ядер. Науковці сподіваються, що у майбутньому ще більш чутливі огляди неба, наприклад, за допомогою обсерваторії Вери Рубін чи телескопа Ненсі Грейс Роман, зможуть спостерігати подібні події частіше, розширюючи наші уявлення про найекстремальніші процеси у Всесвіті.

Що ще екстремального спостерігали у космосі

💫 Найяскравіший в історії спостережень сплеск гамма-випромінювання змогла спричинити смерть зорі, яка мала масу, порівняну з 40 Сонцями

🌎 Такі події іноді бувають настільки потужними, що досягають Землі та збурюють на ній атмосферу

🌟 А часом астрономи намагаються знайти серед екстремальних сплесків випромінювання найменш потужні — вони також вказують на незвичайні процеси, що відбуваються на світилах, які завершують свою еволюцію.

Наука