Международная команда астрофизиков пришла к выводу, что мощный гамма-всплеск GRB 191019A возник в результате столкновения звезд или звездных остатков в плотной среде, окружающей сверхмассивную черную дыру в ядре древней галактики, сообщает Северо-Западный университет (США). Это указывает на давно предполагаемый — но никогда ранее не встречавшийся — способ гибели звезды. Исследование представлено в журнале Nature Astronomy.
Большинство звезд умирают, в зависимости от их массы, одним из трех предсказуемых способов. Когда звезды с относительно малой массой, такие как Солнце, стареют, они сбрасывают материал с внешних слоев, постепенно исчезая и превращаясь в белых карликов. Более же массивные звезды горят ярче и взрываются быстрее при катастрофических взрывах сверхновых, создавая сверхплотные объекты, такие как нейтронные звезды и черные дыры. Третий сценарий возникает, когда два звездных остатка образуют двойную систему и в конце концов сталкиваются.
Новое исследование говорит о том, что может быть и четвертый вариант. «Наши результаты показывают, что звезды могут встретить свою гибель в некоторых из самых плотных областей Вселенной, где они могут столкнуться, — сказал ведущий автор работы Эндрю Леван (Andrew Levan) из Университета Неймегена. — Это интересно для понимания того, как звезды умирают, и для ответов на другие вопросы: например, какие неожиданные источники могут создавать гравитационные волны, которые мы могли бы обнаружить на Земле».
Время звездообразования уже давно прошло, в древних галактиках почти не осталось массивных звезд. Их ядра, однако, изобилуют звездами и сверхплотными звездными остатками, таких как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Ученые давно подозревали, что в бурном «котле» активности, окружающем сверхмассивную черную дыру, столкновение двух звездных объектов с образованием гамма-всплеска будет лишь вопросом времени. Но доказательств такого слияния еще не было.
19 октября 2019 года астрономы заметили первые намеки на такое событие. Тогда обсерватория Нила Герелса «Свифт» НАСА обнаружила яркую вспышку гамма-лучей, которая длилась чуть более одной минуты. (Любой всплеск длительностью более двух секунд считается по астрономическим меркам долгим.) Такие всплески обычно возникают в результате коллапса звезд, по меньшей мере в 10 раз массивнее Солнца.
Затем исследователи наблюдали за угасающим послесвечением гамма-всплеска с помощью телескопа «Джемини-Юг» в Чили. Наблюдения позволили точно определить местонахождение гамма-всплеска в области менее чем в 100 световых годах от ядра древней галактики — очень близко к сверхмассивной черной дыре. При этом ученые не нашли свидетельств существования соответствующей сверхновой. То есть этот этот всплеск не является типичным коллапсом массивной звезды. Напрашивающееся объяснение: он возник в результате слияния компактных объектов в области, где теснятся в большом количестве звезды и звездные остатки.
Вполне возможно, что такие события регулярно происходят в густонаселенных регионах по всей Вселенной, но до этого момента оставались незамеченными. Может быть, галактические центры наполнены пылью и газом, которые могут скрыть как первоначальную вспышку гамма-всплеска, так и возникающее в результате послесвечение. GRB 191019A может быть редким исключением, которое позволило астрономам обнаружить всплеск и изучить его последствия.
[Иллюстрация: INTERNATIONAL GEMINI OBSERVATORY/NOIRLAB/NSF/AURA/M. GARLICK/M. ZAMANI]
