Телескоп Хаббл обнаружил странный взрыв в пустой области космоса

Очень редкая, странная вспышка необычайно яркого света во Вселенной стала еще более странной – благодаря космическому телескопу Хаббл. Явление, получившее название «Светящийся быстрый синий оптический переходный процесс» (LFBOT), вспыхнуло там, где его не ожидали обнаружить, вдали от родительской галактики.

Только Хаббл мог определить его местоположение. Результаты Хаббла показывают, что астрономы знают об этих объектах даже меньше, чем считалось ранее, исключая некоторые возможные теории.

Светящиеся быстрые синие оптические переходные процессы (Luminous Fast Blue Optical Transients, LFBOT) являются одними из самых ярких известных явлений видимого света во Вселенной и появляются неожиданно, как вспышки фотокамеры. С момента первого открытия в 2018 году их было обнаружено лишь несколько. В настоящее время LFBOT обнаруживаются примерно раз в год.

После первоначального обнаружения последний LFBOT наблюдался с помощью нескольких телескопов во всем электромагнитном спектре, от рентгеновских лучей до радиоволн.

Только чрезвычайно четкое разрешение «Хаббла» смогло определить его местоположение. Это временное событие, получившее обозначение AT2023fhn и получившее прозвище «Зяблик», продемонстрировало все характерные признаки LFBOT. Оно ярко светилось синим светом и быстро развивалось, достигая максимальной яркости и снова тускнея в считанные дни, в отличие от сверхновых, которым нужны недели или месяцы, чтобы потускнеть.

Но в отличие от любого другого LFBOT, замеченного ранее, Хаббл обнаружил, что Зяблик расположен в явной изоляции между двумя соседними галактиками – примерно в 50 000 световых годах от соседней спиральной галактики и примерно в 15 000 световых лет от меньшей галактики – загадочное место для небесных объектов. Ранее считалось, что они существуют внутри родительских галактик.

«Наблюдения Хаббла действительно имели решающее значение. Они заставили нас осознать, что это было необычно по сравнению с другими подобными открытиями, потому что без данных Хаббла мы бы ничего не знали», — сказала Эшли Краймс, ведущий автор статьи, сообщающей об открытии в MNRAS.

Хотя предполагалось, что эти удивительные взрывы являются редким типом сверхновых (так называемых сверхновых с коллапсом ядра), гигантские звезды, которые превращаются в сверхновые, по звездным стандартам недолговечны. Поэтому массивные звезды-прародители сверхновых не успевают уйти очень далеко от места своего рождения – скопления новорожденных звезд. Все предыдущие LFBOT были обнаружены в спиральных рукавах галактик, где продолжается рождение звезд.

« Чем больше мы узнаем о LFBOT, тем больше они нас удивляют», — сказала Эшли Краймс. «Теперь мы показали, что LFBOT могут возникать на большом расстоянии от центра ближайшей галактики, и расположение Зяблика не такое, как мы ожидаем для любого типа сверхновой».

Zwicky Transient Facility – чрезвычайно широкоугольная наземная камера, которая сканирует все северное небо каждые два дня – впервые предупредила астрономов о Зяблике 10 апреля 2023 года. Как только он был обнаружен, исследователи запустили заранее запланированную программу наблюдений, которая находилась в режиме ожидания, готовая быстро обратить свое внимание на любых потенциальных кандидатов LFBOT, которые возникнут.

Спектроскопические измерения, проведенные с помощью телескопа Gemini South в Чили, показали, что температура Зяблика составляет 20 000 градусов по Цельсию. Gemini South также помог определить расстояние до Земли, чтобы можно было рассчитать светимость. Вместе с данными других обсерваторий, включая рентгеновскую обсерваторию Чандра и радиотелескоп Very Large Array, эти результаты подтвердили, что взрыв действительно был LFBOT.

LFBOT могут быть результатом разрыва звезд черной дырой промежуточной массы (от 100 до 1000 солнечных масс). Высокое разрешение и инфракрасная чувствительность космического телескопа Джеймс Уэбб в конечном итоге могут быть использованы для обнаружения того, что Зяблик взорвался внутри шарового звездного скопления во внешнем гало одной из двух соседних галактик. Шаровое звездное скопление является наиболее вероятным местом обнаружения черной дыры промежуточной массы.

Чтобы объяснить необычное расположение Зяблика, исследователи рассматривают альтернативную возможность, что это результат столкновения двух нейтронных звезд, путешествующих далеко за пределами своей родительской галактики и движущихся по спирали навстречу друг другу в течение миллиардов лет.

Такие столкновения порождают килоновую — взрыв в 1000 раз более мощный, чем стандартная новая. Однако одна очень умозрительная теория заключается в том, что если одна из нейтронных звезд сильно намагничена (магнетар), она может значительно усилить мощность взрыва, в 100 раз превышающую яркость обычной сверхновой.

«Это открытие ставит гораздо больше вопросов, чем дает ответов», — говорит Эшлт Краймс. « Необходимо провести дополнительную работу, чтобы выяснить, какое из множества возможных объяснений является правильным ».

Поскольку астрономические переходные процессы могут возникать где угодно и в любое время и относительно быстротечны с астрономической точки зрения, астрономы полагаются на широкоугольные исследования, которые могут непрерывно отслеживать большие участки неба, чтобы обнаружить их и предупреждать другие обсерватории, такие как Хаббл, о необходимости принятия последующих мер для наблюдения.

По мнению исследователей, для лучшего понимания этого явления необходима более крупная выборка. Будущие телескопы для обзора всего неба, возможно, смогут обнаружить больше подобных явлений.