Священная Корова

16 июня 2018 года в ночном небе появилась короткая и необычная вспышка, озадачившая астрономов и астрофизиков по всему миру. Событие, названное AT2018cow и прозванное «Корова» по совпадению последних букв в его официальном названии, не похоже ни на одно небесное происшествие, которое когда-либо наблюдалось раньше, что наводит на мысль о его происхождении.

В течение трех дней «Корова» произвела внезапный взрыв света, по меньшей мере, в 10 раз ярче, чем типичная сверхновая, и затем она исчезла в течение следующих нескольких месяцев. Это необычное событие произошло внутри или вблизи звездообразующей галактики, известной как CGCG 137-068, расположенной на расстоянии около 200 миллионов световых лет в созвездии Геркулеса. Впервые «Корова» была обнаружена с помощью наземного телескопа «Last Alert System telescope» на Гавайях.

Так что же это было? Используя данные из нескольких миссий НАСА, две группы исследователей публикуют статьи, которые дают возможные объяснения происхождения «коровы». В одной статье утверждается, что «Корова» — это черная дыра-монстр, уничтожающая проходящую звезду. Вторая статья предполагает, что сверхновая — звездный взрыв — породила черную дыру или нейтронную звезду.

Одно из возможных объяснений состоит в том, что некая звезда была разорвана на части, что астрономы называют «периодическим разрушением». Подобно тому, как гравитация Луны вызывает выпуклость у океанов Земли, создавая приливы, черная дыра оказывает похожее, но гораздо более мощное воздействие на приближающуюся звезду, в конечном итоге разбивая ее на поток газа.

Хвост газового потока выбрасывается из системы, но передний край поворачивается вокруг черной дыры, сталкивается сам с собой и создает эллиптическое облако материала. По мнению одной исследовательской группы, использующей данные от инфракрасного излучения до гамма-излучения обсерватории Свифта и других обсерваторий, это преобразование лучше всего объясняет поведение «Коровы».

«Мы никогда не видели ничего подобного и это очень здорово», — сказала Эми Лиен, исследователь из Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте. «Мы думаем, что приливные разрушения создали быстрый, действительно необычный всплеск света в начале события и лучше всего объясняют многоволновые наблюдения Свифта, которые затухали в течение следующих нескольких месяцев».

Ученые считают, что погибшая звезда была белым карликом — горячим звездным остатком размером примерно с Землю, характеризующим конечное состояние звезд, подобных нашему Солнцу. Они также подсчитали, что масса черной дыры в 100 000-1 миллион раз превышает массу Солнца. Необычно видеть черные дыры такого масштаба за пределами центра галактики, но возможно, что «Корова» находилась в ближайшей спутниковой галактике или в шаровом звёздном скоплении, чьи более старые звёздные популяции могли иметь большую долю белых карликов.

Другая группа ученых смогла собрать данные о «Корове» в еще более широком диапазоне длин волн, от радиоволн до гамма-лучей. Основываясь на этих наблюдениях, команда ученых предполагает, что сверхновая может быть источником «коровы». Когда массивная звезда умирает, она взрывается как сверхновая и оставляет за собой либо черную дыру, либо невероятно плотный объект, называемый нейтронной звездой. «Корова» может представлять рождение одного из этих звездных остатков.

«Мы видели в «Корове» черты, которых мы никогда не видели ранее в преходящем или быстро меняющемся объекте», — говорит Рафаэлла Маргутти, астрофизик из Северо-западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, и ведущий автор исследования, которое будет опубликовано в астрофизическом журнале. «Наша команда использовала рентгеновские данные высоких энергий, чтобы показать, что «корова» обладает характеристиками, похожими на компактное тело, такое как черная дыра или материал, потребляющий нейтронные звезды. Но на основании того, что мы видели на других длинах волн, мы думаем, что это был особый случай и что мы, возможно, наблюдали — впервые — возникновение компактного тела в реальном времени».

Команда исследователей предлагает, чтобы яркая оптическая и ультрафиолетовая вспышка от Коровы сигнализировала о сверхновой, и что рентгеновское излучение, которое последовало вскоре после вспышки, возникло из энергии, излучаемой газом, когда он падал на компактный объект.

Как правило, расширяющееся облако остатков сверхновой звезды блокирует любой свет от компактного объекта в центре взрыва. Из-за рентгеновского излучения исследователи предполагают, что первоначальная звезда в этом сценарии, возможно, имела относительно небольшую массу, создавая сравнительно более тонкое облако из остатков, через которое могли бы пройти рентгеновские лучи из центрального источника.

«Если мы и правда видим рождение компактного объекта в режиме реального времени, то это может стать началом новой главы в нашем понимании эволюции звезд» — говорят ученые.

Swift spectra of AT2018cow: A White Dwarf Tidal Disruption Event? arxiv.org/abs/1808.08492