Второй «Большой Взрыв»? Астрономы зафиксировали взрывы невиданной энергии – самые мощные со времен сотворения Вселенной

Представьте себе взрыв такой силы, что на его фоне меркнут даже самые грандиозные космические катаклизмы, известные человечеству. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Астрономы из Гавайского университета сообщили об открытии нового класса явлений, которые они окрестили «экстремальными ядерными транзиентами», или сокращенно ENT. Эти события — поистине титанические вспышки, знаменующие собой трагическую, но невероятно зрелищную гибель массивных звезд в объятиях сверхмассивных черных дыр. И знаете что? Они могут рассказать нам очень много о юности нашей Вселенной.

Что за звери эти ENT?

Так что же это за таинственные вспышки, вызвавшие такой переполох в научном мире? Позвольте объяснить. Термин «транзиент» в астрономии обозначает явление, которое внезапно появляется, а затем исчезает. Мы давно знаем о таких событиях, как, например, взрывы сверхновых или приливные разрушения звезд (когда звезду разрывает на части гравитация черной дыры — этакое космическое спагетти). Но ENT, как выяснилось, это совсем другая лига.

Руководитель исследования Джейсон Хинкл, для которого эта работа стала вишенкой на торте его докторской диссертации, отмечает: «Мы уже больше десяти лет наблюдаем, как звезды разрываются приливными силами, но ENT — это звери иного порядка. Их яркость почти в десять раз превосходит типичные события такого рода!» Мало того, что они невероятно яркие, так еще и светят годами, выделяя энергию, которая затыкает за пояс даже самые-самые яркие сверхновые.

Чтобы вы понимали масштаб: самый энергичный из изученных ENT, получивший имя Gaia18cdj, «насветил» в 25 раз больше энергии, чем самая мощная из известных сверхновых. А ведь обычная сверхновая за год выбрасывает столько энергии, сколько наше Солнце производит за все 10 миллиардов лет своей жизни! ENT же умудряются за год выдать энергию ста таких солнц. Внушительные цифры, не правда ли?

Детективная история одного открытия

Как же удалось обнаружить этих космических монстров? Всё началось, когда Джейсон Хинкл решил провести систематический обыск… э-э… то есть, поиск в общедоступных данных астрономических обзоров. Его интересовали долгоживущие вспышки, исходящие из центров галактик. И вот, в данных европейской миссии Gaia он наткнулся на две крайне необычные вспышки. Они разгорались гораздо медленнее, чем любые известные транзиенты, и вообще вели себя как-то не так.

«Gaia — это такой космический картограф, он не говорит тебе, что именно вспыхнуло, а просто фиксирует изменение яркости, — поясняет Хинкл. — Но когда я увидел эти плавные, затяжные вспышки из центров далеких галактик, я сразу понял: тут что-то неладное, что-то особенное».

Это открытие запустило целую многолетнюю наблюдательную кампанию. К делу подключились и гавайская система ATLAS (которая, вопреки названию, ищет не только астероиды, но и вообще всё, что быстро меняется на небе), и знаменитая обсерватория Кека, и другие телескопы по всему миру. Ученым пришлось запастись терпением, ведь ENT — это не спринтеры, они разворачивают свою драму медленно, годами. И вот, совсем недавно, еще одна команда астрономов, работающая с комплексом Zwicky Transient Facility, независимо обнаружила третье подобное событие. Это стало мощным аргументом: да, перед нами действительно новый, ранее неизвестный класс экстремальных космических явлений!

Почему не сверхновая? Гамбит черной дыры

Первая мысль, которая могла бы прийти в голову: может, это какие-то супер-пупер-сверхновые? Но нет, астрономы быстро отмели эту идею. Во-первых, как мы уже говорили, количество выделяемой энергии просто зашкаливает. Ни один известный механизм взрыва звезды не способен на такое. Во-вторых, характер вспышки: плавное, долгое свечение ENT сильно отличается от более резкого взлета и падения яркости типичной сверхновой.

Все улики указывали на другого подозреваемого — сверхмассивную черную дыру, притаившуюся в центре далекой галактики. Точнее, на процесс аккреции, то есть падения вещества на эту черную дыру. Когда звезда, минимум втрое массивнее нашего Солнца, неосторожно подлетает слишком близко к такому гравитационному монстру, ее разрывает на части. Эти останки звезды затем начинают постепенно поглощаться черной дырой.

Но и тут есть нюанс. Обычно, когда черная дыра «обедает» газом из окружающего пространства, ее свечение меняется довольно хаотично и непредсказуемо. А вот ENT демонстрируют удивительно плавную и продолжительную вспышку. Ученые считают, что это связано как раз с тем, что черная дыра неторопливо «поедает» останки целой, недавно разорванной звезды. Такой вот гурманский ужин космического масштаба.

Окно в юную Вселенную

«Ну, нашли еще одни большие взрывы, и что с того?» — может спросить скептик. А дело в том, что ENT — это не просто эффектное зрелище. Это невероятно ценный инструмент для изучения самых ранних эпох жизни Вселенной! Бенджамин Шаппи, соавтор исследования, подчеркивает: «ENT так ярки, что мы можем видеть их через огромные космические расстояния. А в астрономии смотреть далеко — значит смотреть в прошлое».

Наблюдая за этими затяжными вспышками, ученые получают уникальную возможность узнать, как росли сверхмассивные черные дыры, когда Вселенная была примерно вдвое моложе, чем сейчас. В те далекие времена галактики были настоящими «кипящими котлами»: звезды в них рождались гораздо активнее, а сверхмассивные черные дыры в их центрах поглощали вещество примерно в десять раз интенсивнее, чем сегодня. ENT — это как маяки, освещающие нам эту бурную молодость космоса.

Редкие гости и будущие надежды

Правда, есть одна загвоздка: ENT — штука чрезвычайно редкая. По оценкам, они случаются как минимум в 10 миллионов раз реже, чем взрывы сверхновых. Поэтому их обнаружение — большая удача и результат кропотливого, непрерывного мониторинга неба.

Но астрономы не унывают. В ближайшие годы в строй вступят новые мощные инструменты, такие как Обсерватория имени Веры Рубин и Космический телескоп «Роман» НАСА. Эти обсерватории смогут сканировать огромные участки неба с невиданной ранее чувствительностью и скоростью. Ученые возлагают на них большие надежды: ожидается, что с их помощью удастся обнаружить гораздо больше таких впечатляющих событий. А это, в свою очередь, обещает настоящую революцию в нашем понимании того, как жили и развивались черные дыры в далеком, юном космосе.

«Эти экстремальные ядерные транзиенты не просто отмечают драматический финал жизни массивной звезды, — заключает Джейсон Хинкл. — Они проливают свет на процессы, которые приводят к росту самых больших черных дыр во Вселенной». А значит, каждая такая вспышка — это еще один маленький шажок к разгадке величайших тайн космоса. И кто знает, какие еще сюрпризы приготовила нам Вселенная? Одно ясно: скучно точно не будет.