Ученые выяснили причину ярчайшей вспышки во Вселенной

В июне прошлого года астрономы стали свидетелями ярчайшей вспышки, когда-либо наблюдавшейся у сверхновой. Яркость этой вспышки была настолько высокой, что на пике она в 20 раз превышала яркость света, производимого всей нашей галактикой.


Однако завершившийся анализ собранных данных этого события, получившего название ASASSN–15lh, указывает на то, что это не была вспышка сверхновой. Это событие было гораздо более редкого порядка: смертельная агония звезды, которая подошла слишком близко к сверхмассивной черной дыре и была разорвана на части.

Обычно, когда звезда с достаточной массой достигает конца своего естественного жизненного цикла, она становится сверхновой, теряя весь запас топлива для поддержания термоядерной реакции или аккумулируя слишком много материи. Это самые большие взрывы в космосе, поэтому яркость ASASSN–15lh, которая оказалась в два раза выше показателя предыдущего рекордсмена, очень заинтересовала все астрономическое сообщество.

Звезды – они как люди. Достигают конца своего естественного жизненного цикла только тогда, когда с ними в рамках этого пути ничего не происходит. И по мнению команды астрономов под руководством Гиоргоса Лилудаса из израильского Института Вейцмана, кульминацией для ASASSN–15lh явилось крайне неординарное событие.



Этот диск вращающейся материи состоит из остатков солнцеподобной звезды, которая была растерзана гравитационными силами черной дыры

«Мы наблюдали за объектом на протяжении 10 месяцев и пришли к выводу, что объяснение столь яркой вспышки не может заключаться в простом рождении сверхновой звезды экстраординарной яркости», — говорит Лилудас.

«Результаты наших наблюдений указывают на то, что это событие, вероятнее всего, было вызвано быстровращающейся сверхмассивной черной дырой и звездой малой массы, которая этой дырой была разорвана на части».

Событие ASASSN–15lh произошло в галактике, расположенной примерно в 4 миллиардах световых лет от Земли. Команда астрономов предполагает, что сверхмассивная черная дыра находится в самом центре одной из систем этой галактики и притянула к себе одну из ее звезд.

Когда звезда слишком близко приближается к черной дыре подобного размера, ее в буквальном смысле разрывает на части под действием приливообразующих сил, когда очень мощные гравитационные силы в прямом смысле растягивают (вытягивают) материю. Это событие также носит название «спагеттификации». Однако для того, чтобы разрушить звезду, подобную ASASSN–15lh, черна дыра, чья масса, по мнению ученых, как минимум в 100 миллионов раз больше массы нашего Солнца, «должна являться совсем не очередной ординарной черной дырой».

«Разрушение небесного тела под действием приливообразующих сил, о которых мы говорим, невозможно без участия быстровращающейся сверхмассивной черной дыры», — говорит Николас Стоун из Колумбийского университета, один из участников научной команды.

«Мы считаем, что событие ASASSN–15lh произошло именно благодаря наличию конкретного типа черной дыры».

Объясняют это ученые тем, что невращающиеся черные дыры не обладают достаточно мощными для такой возможности гравитационными силами за пределами своего горизонта событий – границы их неизбежного гравитационного притяжения. Однако вращающиеся черные дыры, которые также называют черными дырами Керра, обладают гораздо большей силой.

Если предположение верно и именно это событие имело место, то невероятная яркость ASASSN–15lh является результатом коллапса звезды, разорванной на части черной дырой, как это показано на видео ниже.



При этом процессе происходит спагеттификация материи самой звезды, которая сначала растягивается, а затем сталкивается с собой же, генерируя при этом невероятный объем тепла и яркую вспышку света, которую ученые приняли за самую яркую из когда-либо наблюдавшихся вспышку сверхновой.


Несмотря на то, что ученые понимают, что это только лишь гипотеза, наблюдения, проведенные с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, а также космического телескопа «Хаббл», показали наличие не только тепла, но и ультрафиолетового излучения в обсуждаемой системе, что ставит под сомнение теорию о сверхъяркой сверхновой.

Кроме того, ученых заинтересовала относительная пустота системы, где произошло событие ASASSN–15lh.

«Мы всегда находим сверхновые в очень голубых галактиках, являющихся своего рода звездными колыбелями, полными молодых и массивных звезд, глядя на которые кажется, что они готовы вот-вот взорваться», — объясняет Лилудас.

«Но конкретно эта галактика красная и кажется мертвой. Она очень большая. При первом взгляде сразу сложно-то и подумать, что здесь есть звезды, готовые переродиться в сверхновые. Это опять же очередной плюс в копилку опровержений гипотезы о взрыве сверхновой, о котором говорилось в прошлом году».

Теперь, когда мы знаем, что никакой вспышки сверхновой здесь не было и всему виной является разрушение звезды под действием приливообразующих сил черной дыры, — дела становятся еще интереснее. Особенно если учесть, что это всего лишь десятый известный астрономии случай подобного события и, более того, это первый раз, когда ученые использовали его для примерного подсчета вращения сверхмассивной черной дыры.

«Это открытие — как открытие нового вида динозавра», — говорит Энди Хауэлл из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

«Теперь у нас есть нужные инструменты, и мы знаем, куда нужно смотреть. Мы собираемся найти больше подобных событий и лучше понять их специфику и распространенность. Прямо-таки не терпится больше узнать о черных дырах и звездных катаклизмах!»