Астрономы, внимательно изучающие космическое противостояние, обнаружили редкое и ошеломляющее событие, происходящее на расстоянии 730 миллионов световых лет от Земли. После изучения массивного звёздного взрыва исследователи полагают, что они стали свидетелями невиданного ранее типа сверхновой, связанного с находящейся поблизости чёрной дырой.
Согласно исследованию, опубликованному 13 августа в «Астрофизическом журнале», это может быть первым из многих подобных открытий.
Типы сверхновых
Сверхновые — одни из самых разрушительных явлений во Вселенной. Хотя существуют некоторые разногласия, эти события обычно делятся на два основных типа.
Термоядерная сверхновая возникает, когда белый карлик малой массы (по крайней мере в 8 раз меньше Солнца) поглощает материю от звезды-компаньона, пока не взорвётся. Между тем сверхновая с коллапсом железного ядра происходит после того, как звезда более чем в 10 раз массивнее Солнца исчерпывает всё своё топливо и впоследствии коллапсирует в нейтронную звезду или чёрную дыру.
Событие, обнаруженное в 2023 году, не вписывается в эти категории.
Открытие
История началась два года назад в Центре переходных процессов Цвикки Калифорнийского технологического института, расположенном в обсерватории Паломар в округе Сан-Диего, Калифорния. Там астрономы из Гарвардского университета, Центра астрофизики Смитсоновского института и Массачусетского технологического института поручили недавно разработанному алгоритму машинного обучения сканировать ночное небо в поисках необычных взрывов в режиме реального времени.
Операторы надеялись, что быстрое выявление возможных целей таким образом может предоставить жизненно важное дополнительное время для наблюдений с помощью наземных и космических телескопов по всему миру.
В июле 2023 года система искусственного интеллекта обнаружила одно такое событие, которое астрономы классифицировали как SN 2023zkd. Хотя на первый взгляд 2023zkd выглядел как относительно стандартная сверхновая, вскоре он превзошёл все ожидания наблюдателей.
После предсказуемого затухания в течение нескольких месяцев звёздный взрыв необъяснимо начал снова становиться ярче. Исследователи изучили предыдущие данные о звёздной системе и выяснили, что до вспышки сверхновой 2023zkd медленно становился ярче в течение четырёх лет. Хотя четыре года — это не так много по космическим меркам, это гораздо дольше, чем у большинства звёзд до их гибели.
Дальнейшие исследования показали, что обломки, выброшенные звездой за это время, в конечном итоге сформировали световое излучение сверхновой. Первое событие усиления произошло, когда ударная волна сверхновой столкнулась с массой газа низкой плотности, а второе освещение произошло из-за замедленного взаимодействия со слоистым облаком более плотного газа.
Вместе взятое, стало ясно, что находящийся поблизости объект оказал интенсивное гравитационное воздействие на звезду до её детонации.
«2023zkd демонстрирует одни из самых явных признаков взаимодействия массивной звезды со спутником в годы, предшествующие взрыву», — сказал астроном В. Эшли Виллар в заявлении.
И во всей известной Вселенной есть только один тип космического объекта, способного оказывать столь мощное гравитационное воздействие.
«Наш анализ показывает, что взрыв был вызван катастрофическим столкновением со спутником-чёрной дырой, и это самое веское доказательство на сегодняшний день того, что такие близкие взаимодействия могут фактически взорвать звезду», — добавил ведущий автор исследования Александр Гальяно.
Однако существует и другой потенциальный сценарий, при котором звезда даже не прожила достаточно долго, чтобы достичь статуса сверхновой самостоятельно. Авторы исследования говорят, что также возможно, что чёрная дыра просто разорвала 2023zkd на части, прежде чем у него появился шанс взорваться в своё время. Вместо этого чёрная дыра начала поглощать звезду, что в итоге вызвало сверхновую после того, как обломки столкнулись с окружающим газом.
«Мы вступаем в эпоху, когда мы можем автоматически фиксировать эти редкие события по мере их возникновения, а не постфактум», — сказал Гальяно. «Это означает, что мы наконец можем начать соединять точки между тем, как звезда живёт, и тем, как она умирает, и это невероятно интересно».
Независимо от фактической вспышки, у космического сражения был явный победитель: теперь осталась одна, гораздо более тяжёлая чёрная дыра.
«Мы думаем, что это может быть частью целого класса скрытых взрывов», — сказал Виллар.