7.2K
Космические телескопы ESA «Integral» и «XMM-Newton», работающие с излучением высоких энергий, помогли найти мощный рентгеновский источник в центре беспрецедентно яркого и быстро развивающегося звездного взрыва, который внезапно появился на небе в прошлом году. Статья, принятая к публикации в журнале Astrophysical Journal, описывает результаты наблюдений за первые 100 дней существования объекта, охватывающих весь электромагнитный спектр взрыва от радиоволн до гамма-лучей.
«Самая захватывающая интерпретация заключается в том, что мы могли впервые увидеть рождение черной дыры или нейтронной звезды», – говорит Раффаэлла Маргутти из Северо-Западного университета (США), ведущий автор статьи.
16 июня 2018 года телескоп ATLAS на Гавайях зафиксировал явление, получившее обозначение AT2018cow, после чего астрономы всего мира направили множество космических и наземных телескопов на недавно обнаруженный небесный объект, расположенный в галактике на расстоянии около 200 миллионов световых лет от Земли. Вскоре они поняли, что перед ними что-то совершенно необычное: всего за два дня он превысил яркость любой ранее наблюдавшейся сверхновой.
Впоследствии анализ, включающий наблюдения «Integral» и «XMM-Newton», а также космических телескопов NASA NuSTAR и «Swift», обнаружил источник высокоэнергетического рентгеновского излучения, находящегося глубоко внутри взрыва. Поведение этого рентгеновского «двигателя» предполагает, что странное явление может быть либо зарождающейся черной дырой, либо нейтронной звездой с мощным магнитным полем, всасывающей окружающий материал.
Взрыв AT2018cow был не только в 10-100 раз ярче, чем любая другая ранее наблюдаемая сверхновая, он также достиг пика яркости всего за несколько дней по сравнению с обычными двумя неделями.
«Integral», охватывающий диапазон длин волн недоступный другим обсерваториям (в том числе NuSTAR, способности которой частично перекликаются с европейским телескопом), приступил к наблюдениям за явлением примерно через пять дней после его обнаружения и продолжал следить за ним в течение 17 дней. Его данные оказались решающими для понимания странного объекта.
«Мы увидели что-то вроде удара с резким обрывом спектра в области высоких энергий. Он является дополнительным компонентом излучения, испускаемого этим взрывом сквозь непрозрачную среду», – говорит Володимир Савченко, астроном из Женевского университета (Швейцария), который работал над данными «Integral».
По мнению астрономов, это высокоэнергетическое излучение, скорее всего, исходит из области очень горячей и плотной плазмы, окружающей источник. Поскольку «Integral» продолжал отслеживать взрыв AT2018cow в течение длительного периода времени, его данные также показали постепенное угасание высокоэнергетического рентгеновского сигнала. Ученые считают, что он был вызван так называемым переработанным излучением – излучением от источника, взаимодействующего с материалом, выброшенным взрывом. По мере того, как материал удаляется от центра взрыва, сигнал постепенно уменьшается и в конечном итоге полностью исчезает.
Однако в этом сигнале астрономы успели найти закономерности, типичные для объекта, поглощающего материю из окружающей среды: либо черной дыры, либо нейтронной звезды. «Это определенно беспрецедентное явление в мире переходных астрономических событий», – заявляет Раффаэлла Маргутти.
Тем временем «XMM-Newton» дважды за первые 100 дней проводил наблюдения необычного взрыва. Космическая обсерватория обнаружила низкоэнергетическую часть рентгеновского излучения, которая, по мнению астрономов, поступает прямо из двигателя в ядре взрыва. В отличие от высокоэнергетического рентгеновского излучения, исходящего из окружающей плазмы, низкоэнергетическое рентгеновское излучение от источника до сих пор остается видимым. Астрономы планируют продолжить наблюдения с «XMM-Newton», чтобы детально изучить поведение источника в долгосрочной перспективе и однозначно определить его природу. Растущие черные дыры оставляют характерные отпечатки в рентгеновских лучах, которые можно обнаружить в данных телескопа.
«Это событие было совершенно неожиданным, и оно показывает многое из того, что мы не до конца понимаем. Один инструмент никогда не сможет понять такой сложный объект. Детальная информация, которую мы смогли собрать о таинственном взрыве AT2018cow, стала достижимой только благодаря широкому сотрудничеству и комбинации данных многих телескопов», – заключил Норберт Шартель, исследователь проекта «XMM-Newton».