Новое открытие связало быстрый рентгеновский транзиент с коллапсаром

Космическая сцена никогда не бывает пустой. Даже в мнимой тишине между сиянием звезд разыгрываются грандиозные события. Одно из них привлекло пристальное внимание астрономов всего мира. Осенью 2024 года спутник «Einstein Probe» зафиксировал нечто необычное — чрезвычайно яркий и кратковременный выброс рентгеновских лучей, получивший обозначение EP 241021a. Это событие, длящееся всего около ста секунд, стало прологом к масштабной наблюдательной кампании, развернутой на лучших наземных и космических телескопах. Международная группа ученых под руководством Джонатана Киролы-Васкеса из Университета Радбауда предприняла попытку разгадать природу этого загадочного транзиента, и их исследование рисует захватывающую картину космической катастрофы.

Быстрые рентгеновские транзиенты, к классу которых относится EP 241021a, являются одними из самых неуловимых явлений во Вселенной. Их всплески длятся от нескольких минут до часов, возникая непредсказуемо и бесследно исчезая, что делает их сложными целями для изучения. Гипотезы об их происхождении варьируются от гигантских звездных вспышек до взрывов сверхновых и далеких гамма-всплесков.

Объект EP 241021a был обнаружен на красном смещении 0.75, что указывает на его большую удаленность, а его пиковая светимость достигла невообразимой величины в один квиндециллион эрг в секунду. Однако истинная интрига начала раскрываться лишь в ходе последующих наблюдений, которые велись на протяжении более чем 300 дней после первоначальной вспышки.

Многоканальный анализ данных в рентгеновском, оптическом, ближнем инфракрасном и радиодиапазонах выявил богатую и сложную эволюцию источника. Ключевой находкой стала трехфазовая морфология оптической кривой блеска, которая не укладывается в стандартные сценарии для гамма-всплесков.

Первоначально, в течение первых 20 дней, оптическое и рентгеновское излучение, по-видимому, порождались одним и тем же физическим механизмом. Однако затем картина резко изменилась: распределение спектральной энергии в оптическом диапазоне стало значительно круче и перестало соответствовать рентгеновским данным. Этот переход ознаменовал появление нового, теплового компонента в излучении, который ученые интерпретируют как сигнал от вспышки сверхновой.

Собранные спектроскопические данные убедительно свидетельствуют о том, что этот тепловой компонент соответствует характеристикам сверхновой типа Ic-BL — редкому и мощному подтипу сверхновых, связанному со взрывами массивных звезд, лишившихся внешних оболочек из водорода и гелия.

Такие сверхновые часто ассоциируются с длинными гамма-всплесками и являются следствием коллапса быстро вращающегося ядра массивной звезды в черную дыру, так называемого «коллапсара». Таким образом, наблюдения позволяют с высокой долей уверенности заявить, что прародителем быстрого рентгеновского транзиента EP 241021a была массивная звезда, завершившая свою жизнь в гравитационном коллапсе.

Это открытие имеет фундаментальное значение. Оно подтверждает гипотезу о том, что по крайней мере часть быстрых рентгеновских транзиентов является не просто случайными всплесками, а внешними проявлениями одних из самых энергичных событий во Вселенной — взрывов массивных звезд.

Спутник «Einstein Probe», чей широкоугольный рентгеновский телескоп идеально подходит для поиска таких кратковременных явлений, открывает новую эру в изучении этих загадочных событий. Каждая подобная вспышка, подобно EP 241021a, не только раскрывает тайну своей собственной природы, но и служит уникальным зондом, позволяющим заглянуть в самые экстремальные физические процессы, сопровождающие гибель звезд и рождение черных дыр.