Космос сложился в матрёшку: привычный взрыв оказался лишь началом цепочки куда более опасных событий

Астрономы сообщили о регистрации редкого космического явления, которое не вписывается в существующие модели эволюции звёзд. Сигналы были получены одновременно с помощью телескопов и детекторов гравитационных волн, работающих в разных диапазонах. Совпадение данных указало на экстремальное событие, ранее не фиксировавшееся в таком виде.

Фото: www.nasa.gov by ESO/L. Calçada, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Пылевой диск вокруг массивной звезды

Неожиданный сигнал из глубин Вселенной

Наблюдения начались с регистрации яркой вспышки, по характеристикам напоминавшей классическую сверхновую. Подобные взрывы считаются финальной стадией жизни массивных звёзд, когда в их ядрах прекращаются термоядерные реакции. В результате гравитация берёт верх, ядро резко сжимается, а внешние слои выбрасываются в пространство с колоссальной энергией.

Чаще всего итогом такого процесса становится нейтронная звезда — объект с плотностью, сравнимой с плотностью атомного ядра. Иногда же коллапс продолжается, и формируется чёрная дыра. Эти сценарии достаточно хорошо изучены и подтверждены десятилетиями наблюдений, как и другие ключевые этапы эволюции тел в рамках Солнечной системы.

Однако в данном случае дальнейшее развитие событий оказалось нетипичным. После первоначального взрыва астрономы зафиксировали вторую серию сигналов, свойства которых больше соответствовали другому редкому явлению — килонове. Такое сочетание заставило исследователей усомниться в стандартных объяснениях.

Что такое килонова и почему её сложно поймать

Килонова возникает при слиянии двух нейтронных звёзд, которые обычно обращаются друг вокруг друга в двойной системе. Постепенно они теряют энергию за счёт гравитационных волн, сближаются и в итоге сталкиваются. Этот процесс сопровождается мощным выбросом энергии, а также образованием тяжёлых химических элементов.

Несмотря на теоретическую проработанность, подтверждённых наблюдений килоновых крайне мало. Причина в том, что такие события редки и длятся относительно недолго, а их сигналы сложно отделить от фоновых космических процессов. По сложности фиксации их нередко сравнивают с кратковременными явлениями вроде яркого болида, который может появиться внезапно и исчезнуть за секунды.

В рассматриваемом случае астрономов насторожила необычная временная последовательность. Сначала приборы зафиксировали вспышку, характерную для гибели массивной звезды, а затем — признаки, типичные для столкновения нейтронных звёзд. Такое сочетание ранее не удавалось надёжно зафиксировать.

Гипотеза двойного взрыва

Анализ данных позволил исследователям исключить большинство стандартных сценариев. По их мнению, наиболее правдоподобным остаётся редкий и пока гипотетический механизм, связанный с экстремально быстрым вращением звезды перед взрывом.

"Мы смогли исключить все другие варианты, кроме этого", — отмечает астроном Калифорнийского технологического института Манси Касливал.

Согласно предложенной модели, массивная звезда взрывается, но её ядро не сжимается в один компактный объект. Вместо этого оно становится неустойчивым и распадается на две части — процесс, который в теории называют фиссией. Эти фрагменты формируют две нейтронные звезды, находящиеся на крайне малом расстоянии друг от друга.

Практически сразу после образования они сталкиваются, вызывая вторичный взрыв, по своим свойствам напоминающий килонову. Таким образом, в рамках одного космического события происходит сразу два катастрофических процесса, что и объясняет необычную комбинацию наблюдаемых сигналов.

Почему это открытие имеет значение

Если предложенная интерпретация подтвердится, речь может идти о первом наблюдении так называемой "суперкилоновы". Этот термин используют для описания двойного взрыва, объединяющего признаки сверхновой и килоновы. Подобное событие существенно расширяет представления о том, как ведут себя экстремальные астрофизические объекты.

Особый интерес представляет вопрос происхождения тяжёлых элементов. Килоновы считаются одним из ключевых механизмов их формирования во Вселенной. Если же такие процессы могут происходить сразу после взрыва одиночной звезды, это меняет баланс вкладов разных источников в химическую эволюцию галактик.

При этом учёные подчёркивают, что делать окончательные выводы пока рано. Наблюдение единичное, а природа нередко преподносит сюрпризы, не укладывающиеся даже в самые изощрённые модели.

Осторожность в интерпретациях

Манси Касливал и его коллеги отмечают, что гипотеза нуждается в дополнительных подтверждениях. Для этого потребуется больше данных, полученных как от телескопов, так и от детекторов гравитационных волн нового поколения. Повышение чувствительности приборов позволит фиксировать более слабые и короткие сигналы.

Кроме того, подобные события, по расчётам, должны происходить крайне редко. Это означает, что даже при наличии подходящей аппаратуры их поиск может занять годы. Тем не менее сам факт возможного наблюдения уже стимулирует развитие теоретических исследований.