Примерное время чтения: 4 минуты
2583

Под прицелом чёрной дыры. Раскрыт секрет загадочного сигнала из космоса

Сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части, вызывая яркую оптическую вспышку.
Сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части, вызывая яркую оптическую вспышку. Carl Knox (OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology)

Учёные обнаружили, что Земля находится в потоке древнего космического излучения. Оно возникло 8,5 миллиардов лет назад, а его источник мощнее Солнца в квадриллион (миллион миллиардов) раз! Астрономы считают это событие уникальным. 

Когда пожирают звезду

В феврале этого года американский телескоп Zwicky Transient Facility, находящийся в Калифорнии, зафиксировал необычайно яркую и загадочную вспышку. Загадочность была в том, что она произошла в той части неба, где никаких космических катаклизмов астрономы увидеть не рассчитывали. Расчёты показывали, что источник этой вспышки должен был сиять в квадриллион раз ярче Солнца. Таких ярких объектов учёные ранее не наблюдали. 

Специалистам-астрофизикам было ясно, что они увидели так называемое событие приливного разрушения (TDE). Оно происходит, когда сверхмассивная чёрная дыра захватывает опрометчиво близко подлетевшую к ней звезду, поглощает её и разрывает. А исследователи на Земле фиксируют этот катаклизм много лет спустя, когда до нас доходят всплески электромагнитного излучения, происходящие при высвобождении большого количества энергии. Бывает, что чёрные дыры ещё отправляют в космос релятивистские джеты — струи плазмы, которые перемещаются с околосветовой скоростью.

После обнаружения вспышки на источник излучения были направлены самые большие телескопы мира, включая Очень большой телескоп в Чили (он так и называется — Very Large Telescope) и орбитальный «Хаббл». Излучение измеряли во всех диапазонах, в том числе в рентгеновском, ультрафиолетовом, оптическом и радиодиапазонах. И вот теперь в журнале Nature опубликованы результаты наблюдений.

Солнца тогда ещё не существовало

Авторы статьи подтвердили, что это было именно то, о чём сразу подумали учёные — событие приливного разрушения. Вспышка, которая оказалась ярче всех наблюдавшихся до этого, произошла 8,5 миллиардов лет назад, что тоже стало рекордом в истории астрофизических исследований. Напомним, наша Солнечная система начала формироваться лишь 4,6 миллиардов лет назад — таким образом, в то время её просто не существовало.

Событие приливного разрушения — это поистине апокалиптическая картина. Сверхмассивная чёрная дыра поглощает звезду, растягивая её, словно спагетти (это процесс учёные называют «спагеттификацией»), и разрывая на куски. Осколки разорванной звезды падают на чёрную дыру, и это сопровождается грандиозными вспышками электромагнитного излучения — их спустя миллиарды лет и фиксируют учёные на Земле.

За всю историю наблюдений астрономы регистрировали лишь несколько TDE. Нынешнее, зафиксированное в феврале, — всего лишь четвёртое. И заметили его благодаря тому, что струя древнего излучения (тот самый релятивистский джет) была направлена в сторону Земли. Точнее, Земля попала в небольшой, размером всего в несколько градусов, угол, в пределах которого чёрная дыра «выстрелила» веществом уничтоженной ею звезды, фактически «выплюнув» его в космическое пространство. 

Похожий эффект бывает при гамма-всплесках — масштабных выбросах энергии взрывного характера. Они, как правило, случаются при коллапсе массивных звёзд: красный сверхгигант взрывается и отправляет в противоположные стороны два пучка жёсткого гамма-излучения, способного убить всё живое, что встретится на его пути. 

«Это событие оказалось в 100 раз мощнее, чем большинство послесвечений от гамма-всплесков. Это было чем-то экстраординарным», — прокомментировал полученные результаты один из авторов исследования, астрофизик Дирадж Пашам из Массачусетского технологического института. — Похоже, чёрная дыра поглощала звезду со скоростью половины массы Солнца в год, и мы застали этот процесс в самом начале, в пределах недели после того, как она начала ею питаться«.

Куда направится гамма-всплеск?

Для чего учёным исследовать события, происходящие на расстояниях в миллиарды световых лет от Земли? Конечно, это в первую очередь фундаментальная наука: так астрономы смогут лучше понять, как во Вселенной возникали галактики, в том числе наша, ведь ключевую роль в их образовании сыграли сверхмассивные чёрные дыры. 

Но, кроме того, изучение далёких космических катаклизмов позволит получить представление, а не грозит ли нам опасность из глубин Вселенной в виде сгустка того же гамма-излучения. Если Земля попадёт в зону его пучка, жизнь на планете погибнет.

Так, в последние годы учёные обсуждают судьбу одной из ярчайших звёзд северного неба — Бетельгейзе. Она находится в созвездии Ориона и с конца 2019 года то тускнеет, то вновь разгорается. Астрономы считают, что звезда вот-вот взорвётся (точнее, взорвалась 600-700 лет назад, но мы об этом пока не знаем), и если на пути энергетического пучка встанет наша планета, ничего хорошего человечеству это не сулит. А предсказать, куда именно направятся пучки гамма-излучения при взрыве, заранее невозможно.

«Космические гамма-всплески — одно из самых интересных явлений во Вселенной, — убеждён астрофизик Павел Минаев из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН. — Несмотря на то, что с момента их открытия прошло более полувека, их природа до конца не ясна. Учёными предложено много теоретических моделей гамма-всплесков, однако ни одна из них не учитывает все их наблюдаемые особенности. Их исследование и построение элементов модели гамма-всплесков различной природы — актуальная задача современной науки».

Оцените материал
Оставить комментарий (0)

Топ 5 читаемых



Самое интересное в регионах