Первое подтвержденное наблюдение рождения черной дыры или нейтронной звезды
Несколько дней назад ученые Массачусетского технологического института , что наблюдение черной дыры или нейтронной звезды в процессе формирования было подтверждено. Это первый случай с момента открытия этих уникальных явлений, вокруг которых остается много неизвестного.
Их исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, предполагает, что объект AT2018Cow, является своего рода взрывом звезды в конце ее жизни, которая коллапсирует сама на себя и порождает компактный объект — либо нейтронную звезду, либо черную дыру. Этот "новорожденный" объект продолжал пожирать окружающий его материал, "проглатывая" звезду изнутри и высвобождая огромное количество энергии.
Теоретически, это не новое явление. Тем не менее рождение звезды никогда ранее не наблюдалось и, самое главное, никогда не было определено как таковое. "Мы, вероятно, обнаружили рождение компактного объекта в сверхновой", — объясняет ведущий автор исследования Дирадж Пашам, исследователь из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при Массачусетском технологическом институте. "Это случается с обычными сверхновыми, но это такой запутанный процесс, которого мы никогда раньше не видели".
Открытие звезды AT2018Cow не является чем-то новым. Впервые она была замечена в нашем небе в 2018 году на расстоянии 200 миллионов световых лет. Постепенно она была идентифицирована как новый тип звездного взрыва, в 100 раз более яркий, чем обычные сверхновые, с более высокой температурой, отсюда и ее голубой свет. Продолжительность этого явления также была быстрее, чем наблюдаемые ранее. После неё было идентифицировано еще несколько таких же, и было найдено новое название: "быстрый синий оптический переход" (FBOT).
"Это было захватывающе, потому что начали накапливаться тонны данных", — говорит Дирадж Пашам. "Количество энергии было на несколько порядков больше, чем у типичной сверхновой с коллапсом ядра. И вопрос был в том, что может произвести этот дополнительный источник энергии?". Ученые быстро заподозрили, что в основе этого явления лежит черная дыра или нейтронная звезда. Компания Trust My Science сообщила о такой возможности еще в 2019 году. Однако принять однозначное решение по этому вопросу не представляется возможным из-за отсутствия дополнительных данных.
Рентгеновские снимки для расчета размера и массы
На этот раз исследователи Массачусетского технологического института смогли с большей уверенностью определить, что источник этого явления связан с нейтронной звездой или черной дырой. Используя данные, собранные телескопом NASA NICER, они смогли обнаружить импульсы рентгеновского излучения высокой энергии, похожие на стробоскопы, исходящие от объекта AT2018Cow. Затем они проследили сотни миллионов этих лучей до наблюдаемого объекта. Они обнаружили, что в течение 60 дней они прибывали ровно каждые 4,4 миллисекунды.
Проведя ряд расчетов по этим импульсам, исследователи смогли определить размер объекта, а также его массу. Не более 1000 км, при массе "меньше, чем у 800 солнц". Другими словами, ученые имеют дело с очень массивным объектом. Она настолько массивна, что вполне может оказаться небольшой черной дырой или нейтронной звездой, поскольку эти два объекта имеют особенность быть чрезвычайно плотными.
"Всякий раз, когда возникает новое явление, возникает волнение от того, что оно может сказать что-то новое о Вселенной", — говорит Пашам. "Что касается FBOT, мы показали, что можем детально изучать их импульсы, что невозможно в оптике. Итак, это новый способ понимания этих новорожденных компактных объектов". На этот метод наблюдения исследователь возлагает большие надежды. "Мы считаем, что это новое свидетельство открывает возможности для обнаружения маленьких черных дыр или молодых нейтронных звезд", — объясняет он.
Пояснительное видео от MIT: