Такого космос не показывал: галактика подала сигнал, за которым может скрываться нечто большее

Одна из самых удалённых галактик Вселенной подарила астрономам вспышку такой силы, что она превзошла все зарегистрированные ранее признаки взаимодействия звезды и чёрной дыры. Мощность излучения оказалась настолько высокой, что её сравнили с сиянием десятков тысяч миллиардов солнц. Анализируя это явление, учёные пришли к выводу: процесс разрушения гигантской звезды может изменить представления о поведении активных ядер галактик. Об этом сообщает science-et-vie.

Фото: https://commons.wikimedia.org by NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Чёрная дыра

Как вспышка впервые попала в поле зрения астрономов

В 2018 году система обзора неба Zwicky Transient Facility заметила точку, яркость которой резко выделялась среди других объектов. На тот момент она не казалась уникальной. Источник получил обозначение J2245+3743, и лишь годы спустя учёные поняли масштаб происшедшего. Повторный анализ данных, сопряжённый с наблюдениями наземных телескопов и космических миссий, показал: вспышка произошла в галактике на расстоянии около 10 миллиардов световых лет.

Сравнение с другими известными событиями показало, что яркость J2245+3743 оказалась в десятки раз выше, чем у всех ранее зарегистрированных вспышек, связанных с чёрными дырами. Даже знаменитое явление, прозванное Scary Barbie, уступило ему по силе.

"Это событие по энергии сопоставимо с полной световой конверсией массы нашего Солнца", — отмечают исследователи в научных материалах, описывая мощность излучения.

Оценки говорят о величине порядка 10⁵⁴ эрг — значения, которые встречаются только при разрушении массивных звёзд сверхмощными гравитационными силами. Дополнительные наблюдения с помощью телескопов Keck и других инструментов позволили исключить альтернативные объяснения, такие как сверхновая или направленный на Землю релятивистский джет. Масштаб вспышки ясно указывал: это результат взаимодействия сверхмассивной чёрной дыры и звезды-гиганта.

Что произошло со звездой: механизм гравитационного разрыва

Учёные определили источник энергии как событие приливного разрушения — процесс, при котором звезда оказывается слишком близко к чёрной дыре и разрывается под действием гравитационных сил. Фрагменты её вещества закручиваются, нагреваются и испускают огромное количество света.

Но в этот раз объект был необычным. Судя по данным, звезда имела массу как минимум в 30 раз выше солнечной — чрезвычайно редкий случай для таких событий. Она, вероятно, находилась внутри аккреционного диска активного ядра галактики, где изобилие газа позволяло ей расти, впитывая окружающее вещество.

"Звёзды, расположенные в дисках активных ядер, могут увеличивать массу, как будто питаются газом вокруг себя", — отмечается в научных пояснениях о природе подобных объектов.

Процесс разрушения звезды продолжается до сих пор: чёрная дыра постепенно поглощает её остатки, поддерживая яркость явления в течение многих лет.

Почему вспышка длится так долго

Одной из самых необычных особенностей этого события стала его кажущаяся продолжительность. Оно наблюдается более семи лет и всё ещё остаётся ярким. Причина кроется в эффекте космологического замедления времени: свет от очень удалённых объектов растягивается не только в длине волны, но и во временной шкале. Из-за расширения Вселенной процессы, происходящие в далёкой галактике, кажутся более медленными земным наблюдателям.

"Семь лет здесь — это два года там", — говорится в данных наблюдательной программы. Учёные описывают это как настоящую "космическую замедленную съёмку".

Это позволяет подробно проследить эволюцию вспышки, наблюдая её по этапам — такая возможность крайне редка.

Как эта вспышка помогает изучать активные ядра галактик

Активные ядра галактик — регионы, где сверхмассивные чёрные дыры поглощают окружающее вещество и создают мощное излучение. Обычно эта яркость скрывает слабые события, такие как приливные разрушения звёзд. Но вспышка J2245+3743 оказалась настолько мощной, что "перекрыла" фон собственного ядра — уникальный случай.

Теперь исследователи предполагают, что многие подобные события могли проходить незамеченными.

Сравнение: обычные TDE и событие J2245+3743

• Обычные TDE: возникают при разрушении звезды 1-10 масс солнечных;
• J2245+3743: разрушена звезда массой ~30 солнечных;
• Обычные вспышки: длятся от нескольких месяцев до пары лет;
• J2245+3743: наблюдается более семи лет;
• Обычные TDE: часто скрываются светом аккреционного диска;
• J2245+3743: смог превзойти яркость AGN.

Такие различия подчеркивают исключительность события.

Плюсы и минусы наблюдения далеких TDE

Преимущества:

• позволяют изучать поведение чёрных дыр в экстремальных условиях;
• раскрывают крупномасштабную структуру активных галактик;
• дают данные о массе и среде вокруг чёрной дыры.

Ограничения:

• удалённость делает измерения сложнее;
• яркость фонового излучения иногда маскирует событие;
• космическое замедление искажает временную шкалу.

Тем не менее такие наблюдения являются важным вкладом в астрофизику.

Советы для исследователей, изучающих подобные события

1. Использовать несколько независимых наблюдательных инструментов.

2. Анализировать данные разных диапазонов — от оптического до рентгеновского.

3. Переоценивать архивные наблюдения — яркие события могут скрываться в данных.

4. Сопоставлять TDE с моделями эволюции AGN.

5. Учитывать влияние космологического замедления времени на форму кривой блеска.

Популярные вопросы о событии J2245+3743

Почему это событие такое мощное?
Из-за огромной массы звезды и сверхмассивной чёрной дыры, участвующей во взаимодействии.

Может ли подобная вспышка быть опасной для Земли?
Нет. Объект расположен в 10 миллиардах световых лет — слишком далеко, чтобы повлиять на нашу планету.

Может ли будущая обсерватория найти больше таких объектов?
Да. Обсерватория Веры Рубин сможет регистрировать десятки редких вспышек благодаря высокой чувствительности.