Зоряний вибух може бути невдалою суперновою, що народила чорну діру

Коли масивна зірка доходить до кінця свого життя, вона може вибухнути, залишаючи за собою густу залишкову масу у вигляді нейтронної зірки чи чорної діри. Зазвичай ми не можемо бачити ці об’єкти, оскільки вони з’являються в далеких галактиках, що робить їх важко помітити. Проте астрономи тепер стверджують, що вони побачили один з цих об’єктів всередині рідкісного вибуху зірки. Результат ще не пройшов огляд експертів. Якщо виявлення виявиться правильним, то це буде “однією з перших разів, коли ми бачимо прямі докази про те, що зірка згортається та утворює один з цих компактних об’єктів”, – каже Анна Хо, астрофізик з Університету Каліфорнії в Берклі, яка не брала участь у роботі. У 2018 році астрономи помітили новий тип вибуху зірки всередині порівняно близької галактики, віддаленої на 200 мільйонів світлових років. Іноді цей вибух називають “Коровою”. Він був яскравішим та швидшим, ніж звичайна супернова, досягаючи свого піку яскравості всього за декілька днів, а потім згасав через 3 тижні. Вчені найкраще вважають, що причиною яскравого блику, відомого як швидкий синій оптичний транзит (FBOT), було те, що внутрішня частина зірки згоріла, утворивши нейтронну зірку чи чорну діру, перш ніж справжня супернова могла утворитися. Результатом був “центральний двигун” – швидко обертаючийся об’єкт всередині зовнішніх шарів зірки. Вчені вважають, що потужні струмені матерії, що виходять з нейтронної зірки або чорної діри, прориваються через зовнішні шари матеріалу, що робить об’єкт надзвичайно яскравим. Тепер у препринті на сервері Research Square вчені повідомляють, що помітили такий об’єкт всередині “Корови”. Вони використовували телескоп на Міжнародній космічній станції, який називається Дослідник внутрішньої композиції нейтронних зірок, і спостерігали протягом 60 днів після вибуху рентгенівське світло, що випромінювало “Корову”. Після точного визначення часу прибуття фотонів вони розрахували, що об’єкт, що виробляє світло, обертається раз на 4,4 мілісекунди. “Ця швидкість натякає на те, що джерело рентгенівського випромінювання є компактним і малим”, – каже Брайан Метцгер, астрофізик з Колумбійського університету та співавтор дослідження. Бо швидкість обертання залишалася постійною на 4,4 мілісекунди, навіть після мільярдів спостережених обертів, пояснення чорної діри більш ймовірне, ніж нейтронної зірки, додає він, оскільки очікується, що швидкість обертання нейтронної зірки з часом зменшується. Даніель Перлі, астрофізик з Ліверпульського університету Джона Мура, називає знахідку “дуже захоплюючою”. Якщо вона буде підтверджена, то вона виключить інші можливі пояснення для “Корови”, включаючи ідею, що її світло походить від більшої чорної діри середньої маси, яка пожирає зірку. “Те, що виробляє ці рентгенівські промені, має бути надзвичайно компактним, на шкалі кілометрів, що практично виключає велику чорну діру і належить до моделей центральної машини”, – каже він. З 2018 року було помічено три подібні до “Корови” події, остання з яких – “Верблюд” – відбулася в 2020 році, але жодна з них не була такою близькою або яскравою, що ускладнює порівняння. Метцгер називає “Корову” “розеттським каменем”, який може бути корисним для тлумачення більшої кількості таких неуспішних супернових подій. “Це подія, яка відбулася поруч, яку ми можемо сподіватися зрозуміти”, – каже він. “І якщо це говорить нам про те, що це чорна діра, то кожного разу, коли ми бачимо FBOT в далекому Всесвіті, ми будемо знати, що це була чорна діра, яка утворилася”.