Подія, що отримала назву AT2022aedm, була зареєстрована в галактиці приблизно в 2 млрд. світлових років від Землі астрономами з використанням мережі роботизованих телескопів ATLAS. Вибух був визнаний чимось, що ніколи раніше не спостерігали.
«Ми завжди обережно стежимо за тим, що трохи дивне і відрізняється від стандартних типів наднових, які ми виявляємо сотні чи навіть тисячі щороку. AT2022aedm виділявся тим, що був одним із найяскравіших вибухів, які ми коли-небудь реєстрували, і був найшвидшим у своєму зникненні після досягнення піку яскравості», — сказав Метт Ніколл, керівник команди, яка зробила це відкриття.
Вибух, помічений Ніколлом та його командою, випромінював у 100 разів більше енергії, ніж середня наднова. Більш того, в той час як наднові тьмяніють протягом декількох місяців, AT2022aedm всього за 14 днів згас до 1% своєї вихідної яскравості, після чого повністю загас. Це означає, що за два тижні AT2022aedm випромінював стільки енергії, скільки Сонце випромінює за все своє життя, завдовжки 10 млрд років.
Не дивно, що AT2022aedm викликав шок у команді і набув своєї власної категорії, — вчені, які зареєстрували його, визначили його в окрему категорію FLC, із вказівкою на особливості вибуху.
“Я вважаю, що найбільш вірогідним поясненням LFC, подібних до AT2022aedm, є моделі, що включають знищення зірки чорною дірою”, – пояснив Ніколл. Це був висновок, якого він і його колеги дійшли, виключивши з розгляду деякі інші основні версії.
Одним із перших кроків для вчених було виключення деяких звичних підозрюваних у космічних катастрофах. Вибух не виглядав як наднова, оскільки був занадто потужним і занадто швидким, і місце, де він стався, також допомогло відрізнити цей LFC як щось нове.
Один із найпоширеніших типів наднових – це наднові з колапсом ядра, що утворюються, коли величезні зірки з масою понад 8 разів більшою за масу Сонця вичерпують запаси палива для ядерного синтезу. Ядра зірок більше не можуть чинити опір гравітації і, зрештою, колапсують, залишаючи чорну діру або нейтронну зірку в центрі зоряного уламка із зовнішніх шарів зірки.
“AT2022aedm не може бути сценарієм утворення звичайної наднової з колапсом ядра, тому що в галактиці, де він спостерігається, є тільки старі зірки низької маси, – там немає нічого, що має масу більше, ніж у 8 разів більшу від маси Сонця”, – пояснив Ніколл.
Як альтернатива, інше поширене вибухове явище в космосі, тип Ia наднової, відбувається, коли залишки зірок, звані білими карликами, стягують матерію у партнерської зірки. Це перетягування матерії переважує білий карлик через межу маси, необхідної для запуску механізму створення наднової, нейтронної зірки чи чорної діри. Але такі події створюють рівномірне випромінювання. Тому астрономи називають їх «стандартними свічками» і використовують їх для точного вимірювання космічних відстаней.
Однак AT2022aedm зовсім не схожий на них. Це привело команду до думки про чорні діри. Але навіть у цьому випадку їм удалося відсіяти тих, кого зазвичай підозрюють. Події, за яких чорні діри руйнують зірки і живляться залишками зірки, є рідкісними, але відомими. Астрономи вже зареєстрували безліч прикладів таких подій. Такі події зазвичай відбуваються, коли зірка наближається надто близько до величезної надмасивної чорної діри, що знаходиться в центрі галактики. Маса цієї чорної діри може перевищувати в мільйони чи навіть мільярди разів масу нашого Сонця. Гравітаційні впливи цих колосальних чорних дір створюють приливні сили всередині зірок, розтягуючи та стискаючи їх, розриваючи їх у процесі, що називається «спагеттифікацією».
Однак Ніколл та його колеги відразу ж зрозуміли, що цей LFC не може бути результатом будь-якого TDA, викликаного надмасивною чорною дірою. Надмасивні чорні діри знаходяться в центрі галактик, а AT2022aedm був помічений далеко від центру своєї рідної галактики. Це означає, що за цим LFC могла стояти менша чорна діра.
Якщо у вас є чорна діра з меншою масою, яка знаходиться в щільному середовищі, де багато зірок, і одна з цих зірок підходить дуже близько, навіть чорна діра масою від 10 до 100 разів більшою за масу Сонця все одно змогла б потенційно розірвати і поглинути одну із зірок
Але команда поки що не виключає і більш захоплюючий сценарій. Можливо, LFC може бути результатом роботи чорної діри «середньої» або проміжної маси, яка знаходиться між чорними дірами маси зірки та надмасивними чорними дірами, володіючи масою від 100 до кількох тисяч мас Сонця.
Це дуже захоплюючий сценарій: не тільки тому, що чорні діри з проміжною масою досі залишаються одиничною знахідкою, але й тому, що вивчення їх може допомогти пояснити, як надмасивні чорні діри досягли таких розмірів у ранній космічній історії.
Вважається, що чорні діри проміжної маси поглинають зірки, при цьому вони не обов’язково повинні бути центром галактик, тому що їх могли виштовхнути з центру більші чорні діри. LFC можуть бути потенційно пов’язані з чорними дірами проміжної маси, і якщо це так, то вони дадуть новий спосіб виявляти чорні діри середнього розміру.
Команда вже значно просунулась у розслідуванні LFC, знайшовши в архівних даних дві «старі справи», які схожі на AT2022aedm, що вказує на те, що цей клас потужних космічних вибухів реєстрували і раніше, але вони залишилися непоміченими в даних.
Наступним кроком для вчених буде дослідження кульових зоряних скупчень – густих угруповань зірок, які можуть створити умови для руйнування зірки та запуску LFC малими або середніми чорними дірами.
«Ми довго дивимося на небо, і іноді люди, можливо, думають, що ми вже бачили все, що можна побачити там. Я думаю, що такі знахідки справді захоплюючі, тому що вони нагадують нам, що у Всесвіту все ще багато сюрпризів у запасі. Коли ми побудуємо новий телескоп, ми зробимо нові відкриття, і це допоможе нам краще зрозуміти наш Всесвіт», – сказав Ніколл.
