16 июня 2018 года в ночном небе появилась короткая и необычная вспышка, озадачившая астрономов и астрофизиков по всему миру. Событие, названное AT2018cow и получившее прозвище «Корова» после совпадения последних букв в его официальном названии, не похоже ни на одно небесное происшествие, когда-либо виденное ранее, что наводит на мысль о его происхождении.

На фото: AT2018cow вспыхнул в галактике CGCG 137-068 или рядом с ней, которая находится на расстоянии около 200 миллионов световых лет в созвездии Геркулеса. На этом увеличенном изображении показано местоположение «коровы» в галактике. Фото: Sloan Digital Sky Survey.

В течение трех дней "Корова" произвела внезапный взрыв света, по меньшей мере, в 10 раз ярче, чем типичная сверхновая, и затем она исчезла в течение следующих нескольких месяцев. Это необычное событие произошло внутри или вблизи звездообразующей галактики, известной как CGCG 137-068, расположенной на расстоянии около 200 миллионов световых лет в созвездии Геркулеса. Впервые корова была обнаружена с помощью НАСА, финансируемого астероидным наземным телескопом Last Alert System на Гавайях.

Так что же такое корова? Используя данные из нескольких миссий НАСА, в том числе Обсерватории Нила Гёрлса и Массива ядерных спектроскопических телескопов (NuSTAR), две группы публикуют статьи, которые дают возможные объяснения происхождения коров. В одной статье утверждается, что Корова – это черная дыра монстра, уничтожающая проходящую звезду. Вторая статья предполагает, что сверхновая – звездный взрыв – породила черную дыру или нейтронную звезду.

Исследователи из обеих команд поделились своими интерпретациями на панельной дискуссии в четверг, 10 января, на 233-м заседании Американского астрономического общества в Сиэтле.

Посмотрите, что думают ученые, когда черная дыра разрывает горячую густую белую карликовую звезду. Команда, работающая с наблюдениями из Обсерватории Нила Герилса Свифта НАСА, предполагает, что этот процесс объясняет таинственный взрыв, известный как AT2018cow, или «Корова». Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

Черная дыра, измельчающая компактную звезду?

Одно из возможных объяснений Коровы состоит в том, что звезда была разорвана на части в том, что астрономы называют «приливно-отрывным явлением». Подобно тому, как гравитация Луны вызывает вздутие океанов Земли, создавая приливы, черная дыра оказывает аналогичное, но более мощное влияние на приближающаяся звезда, в конечном счете разбивающая ее на поток газа. Хвост газового потока выбрасывается из системы, но передний край поворачивается вокруг черной дыры, сталкивается с собой и создает эллиптическое облако материала. По мнению одной исследовательской группы, использующей данные от инфракрасного излучения до гамма-излучения Свифта и других обсерваторий, это преобразование лучше всего объясняет поведение Коровы.

«Мы никогда не видели ничего подобного« Корове », что очень здорово», – сказала Эми Лиен, ассистент-исследователь из Университета Мэриленда, округа Балтимор и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Мы думаем, что приливные разрушения создали быстрый, действительно необычный всплеск света в начале события и лучше всего объясняют многоволновые наблюдения Свифта, которые затухали в течение следующих нескольких месяцев».

Лиен и ее коллеги считают, что измельченная звезда была белым карликом – горячим звездным остатком размером примерно с Землю, отмечающим конечное состояние звезд, подобных нашему Солнцу. Они также подсчитали, что масса черной дыры в 100 000-1 миллион раз превышает массу Солнца, почти такую ​​же большую, как центральная черная дыра в принимающей галактике. Необычно видеть черные дыры такого масштаба за пределами центра галактики, но возможно, что Корова произошла в ближайшей спутниковой галактике или в шаровом звёздном скоплении, чьи более старые звёздные популяции могли иметь более высокую долю белых карликов, чем средние галактики.

AT2018cow вспыхнул в галактике CGCG 137-068

AT2018cow вспыхнул в галактике CGCG 137-068 или рядом с ней, которая находится на расстоянии около 200 миллионов световых лет от Земли в созвездии Геркулеса. Желтый крест показывает местоположение этой загадочной вспышки. Фото: Sloan Digital Sky Survey.

Документ, описывающий результаты, в соавторстве с Лиеном, появится в следующем выпуске журнала « Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» .

«Корова произвела большое облако мусора за очень короткое время», – сказал ведущий автор Пол Куин, астрофизик из Университетского колледжа Лондона (UCL). «Измельчение более крупной звезды для создания облака, подобного этому, приведет к увеличению черной дыры, к более медленному увеличению яркости и к более длительному потреблению мусора».

Или новый взгляд на сверхновую?

Другая группа ученых смогла собрать данные о Корове в еще более широком диапазоне длин волн, от радиоволн до гамма-лучей. Основываясь на этих наблюдениях, команда предполагает, что сверхновая может быть источником коровы. Когда массивная звезда умирает, она взрывается как сверхновая и оставляет за собой либо черную дыру, либо невероятно плотный объект, называемый нейтронной звездой. Корова может представлять рождение одного из этих звездных остатков.

галактика Z 137-068

Астрономы, использующие наземные обсерватории, уловили прогресс космического события по прозвищу «Корова», как видно на этих трех изображениях. Слева: Слоунское цифровое небесное обозрение в Нью-Мексико наблюдало галактику Z 137-068 в 2003 году, когда Корову нигде не было видно. (Зеленый кружок указывает место, где в конечном итоге появилась Корова). В центре: Ливерпульский телескоп на Канарских островах Испании видел Корову очень близко к пиковой яркости события 20 июня 2018 года, когда она была намного ярче, чем галактика-хозяин. Справа: телескоп Уильяма Гершеля, также на Канарских островах, сделал снимок коровы в высоком разрешении почти через месяц после того, как она достигла максимальной яркости, когда она исчезла, и галактика-хозяин снова появилась на виду. Фото: Дэниэл Перли, Ливерпульский университет Джона Мура.

«Мы видели в Корове черты, которых мы никогда не видели ранее в преходящем или быстро меняющемся объекте», – говорит Рафаэлла Маргутти, астрофизик из Северо-западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, и ведущий автор исследования о Корове, которое будет опубликовано. в астрофизическом журнале . «Наша команда использовала рентгеновские данные высоких энергий, чтобы показать, что у Коровы есть характеристики, похожие на компактное тело, такое как черная дыра или материал, потребляющий нейтронные звезды. Но основываясь на том, что мы видели на других длинах волн, мы думаем, что это был особый случай, и что мы, возможно, впервые наблюдали создание компактного тела в реальном времени».

Команда Маргутти проанализировала данные из нескольких обсерваторий, включая NuSTAR НАСА, спутники ЕМА (Европейское космическое агентство) XMM-Newton и INTEGRAL, а также Очень большой массив Национального научного фонда. Команда предлагает, чтобы яркая оптическая и ультрафиолетовая вспышка от Коровы сигнализировала о сверхновой, и что рентгеновское излучение, которое последовало вскоре после вспышки, возникло из энергии, излучающей газ, когда он падал на компактный объект.

Как правило, расширяющееся облако осколков сверхновой звезды блокирует любой свет от компактного объекта в центре взрыва. Из-за рентгеновского излучения Маргутти и ее коллеги предполагают, что первоначальная звезда в этом сценарии, возможно, имела относительно небольшую массу, создавая сравнительно более тонкое облако из обломков, через которое могли бы вылететь рентгеновские лучи из центрального источника.

«Если мы видим рождение компактного объекта в реальном времени, это может стать началом новой главы в нашем понимании эволюции звезд», – сказал Брайан Грефенштетт, специалист по приборам NuSTAR в Caltech и соавтор книги Margutti. бумага. «Мы смотрели на этот объект со множеством различных обсерваторий, и, конечно, чем больше окон вы открываете для объекта, тем больше вы можете узнать о нем. Но, как мы видим с коровой, это не обязательно означает, что решение будет простым».

По материалам phys.org