Рекордная рентгеновская вспышка указала на рождение магнетара при столкновении нейтронных звезд

Ученые под руководством профессора Элеоноры Тройи обнаружили самую продолжительную рентгеновскую вспышку, когда-либо наблюдавшуюся при слиянии нейтронных звезд. Событие EP250704a/GRB 250704B, зафиксированное 4 июля 2025 года, показало, что столкновения нейтронных звезд могут сопровождаться мягким рентгеновским излучением длительностью около десяти минут. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Bulletin.

В космосе существуют объекты, которые невозможно увидеть напрямую, но их присутствие выдает себя яркими вспышками, способными на мгновение перекрыть свет целых галактик. Речь идет о нейтронных звездах — сверхплотных остатках погибших звезд. Когда две такие звезды оказываются слишком близко друг к другу, происходит столкновение, которое порождает гравитационные волны и мощные выбросы энергии. До недавнего времени астрономы считали, что главным признаком таких событий являются короткие гамма-всплески, длящиеся менее двух секунд. Однако новое открытие заставляет пересмотреть эту картину.

Долгое время астрономы определяли столкновения нейтронных звезд именно по гамма-вспышкам. Но некоторые из этих бурных событий, как выяснилось, могут проявляться и в рентгеновском диапазоне, причем их свечение длится несколько минут. Это не просто теоретическое предположение. Новое исследование, опубликованное в Science Bulletin, предоставляет прямые доказательства такой связи. Оказывается, сливающиеся нейтронные звезды могут скрываться среди космических вспышек, происхождение которых до сих пор оставалось загадкой.

С момента запуска спутника Einstein Probe в январе 2024 года астрономы обнаружили сотни ярких рентгеновских вспышек в далеких галактиках. Эти события, известные как быстрые рентгеновские транзиенты, иногда связывают с гибелью массивных звезд, но в других случаях их природа остается необъясненной. Без знания расстояния до источника и его энергии ученые не могут точно сказать, что именно породило вспышку. Исследователи из группы профессора Элеоноры Тройи получили данные, которые позволили определить источник одного из таких транзиентов.

После получения сигнала от спутника Einstein Probe команда оперативно организовала наблюдения с помощью других телескопов, включая Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (VLT) и Очень большой массив телескопов (VLAR). Ученые считают, что стали свидетелями рождения магнетара — быстро вращающейся нейтронной звезды с сильным магнитным полем, образовавшегося в результате столкновения двух нейтронных звезд.

Короткие гамма-всплески долгое время считались главным индикатором таких событий. Однако, как отметила Троя, если остаток столкновения представляет собой магнетар, он может излучать гамма-излучение дольше обычного. Магнетары высвобождают свою магнитную энергию в окружающую среду, делая взрыв ярче и продолжительнее. Когда ученые увидели рентгеновские данные нового события, они сразу поняли, что что-то не так.

Событие, получившее обозначение EP250704a/GRB 250704B, было обнаружено 4 июля 2025 года спутниками SVOM, Insight-HXMT и Einstein Probe. Выброс гамма-лучей длился около полсекунды, в то время как Einstein Probe зафиксировал яркое рентгеновское излучение в течение почти десяти минут. Это самая продолжительная рентгеновская вспышка, когда-либо наблюдавшаяся при слиянии нейтронных звезд. Никколо Пассалева, руководивший последующими наблюдениями с использованием телескопа VLT в Чили, назвал это возможностью оказаться в первом ряду и наблюдать за самыми экстремальными силами Вселенной.

Команда астрономов несколько лет искала связь между быстрыми рентгеновскими транзиентами и слияниями нейтронных звезд, но более ранние кандидаты исчезали, не давая окончательного ответа. На этот раз ученые отреагировали в течение нескольких минут и начали наблюдения, пока свет от взрыва был еще достаточно ярким для детального изучения.

Используя прибор X-Shooter телескопа VLT, исследователи разделили свет на составляющие и выявили четкие закономерности поглощения. Положение этих закономерностей позволило определить расстояние вспышки от Земли. Измеренное красное смещение z=0,6610 показало, что взрыв произошел задолго до образования нашего Солнца и его планет, и свет от вспышки шел более шести миллиардов лет, прежде чем достиг нас.

Затем команда использовала глубокие изображения, полученные с помощью прибора FORS2 телескопа VLT, для поиска яркой сверхновой — взрывающейся звезды, который, как ожидалось, сопровождался длительной рентгеновской вспышкой, вызванной коллапсом массивной звезды. Однако сверхновой обнаружено не было. Измерение расстояния, отсутствие сверхновой и свойства вспышки в совокупности предоставили убедительные доказательства слияния нейтронных звезд.

Обнаружение большего количества таких рентгеновских вспышек может помочь выяснить, как часто слияния нейтронных звезд приводят к образованию магнетаров.

В результате исследования ученые пришли к выводу, что длительное мягкое рентгеновское излучение, вероятно, являетсяc общей особенностью вспышек, вызванных слиянием нейтронных звезд, а не редким исключением. Это открывает новый способ поиска таких событий и делает их перспективными кандидатами для одновременного наблюдения с гравитационными волнами.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях