Газообразная черная дыра могла изрыгнуть самый большой космический взрыв за всю историю человечества

Этот разлом в звездах осветил Вселенную с необычайной яркостью.

Отредактировано 2023-25-06
Сверхмассивная черная дыра с массой во много раз превышающей массу нашего СолнцаСчиталось, что сверхмассивная черная дыра (подобная той, что изображена здесь) питалась газом, испуская мамонтовый взрыв.

Люди могут бояться ядерной бомбы, но это даже не сравнится с тем, что может выпустить космос. Возьмем, к примеру, вспышку гамма-лучей: яркую вспышку света и радиации, извергаемую колоссальной звездой, находящейся в предсмертных муках. В начале этого года астрономы заметили вспышку гамма-излучения, которую они назвали "самой яркой за все время".

Однако вспышка гамма-лучей - это всего лишь взрыв одной звезды. Когда в процесс вовлечена гораздо большая масса, Вселенная может вызвать еще более мощные взрывы. В статье, опубликованной 11 мая в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрономы объявили о самом, по их словам, энергичном астрономическом событии, которое когда-либо наблюдалось.

Это событие все еще продолжается, оно не такое яркое, как вспышка гамма-лучей, но, продолжаясь гораздо дольше, оно высвободило гораздо больше энергии во Вселенной. Хотя этот взрыв, событие под названием AT2021lwx, не поддается простому объяснению, у астрономов, обнаруживших его, есть идея, связанная с удачливыми черными дырами. Если они правы, то, возможно, их обсерватории уже не раз наблюдали нечто подобное этому событию.

По иронии судьбы, этот "крупнейший из когда-либо наблюдавшихся взрывов" ускользал от внимания астрономов почти год. Телескоп Самуэля Ошина, расположенный в Паломарской обсерватории в горах к северо-востоку от Сан-Диего, Калифорния, впервые зафиксировал яркий всплеск в июне 2020 года. Но, как это часто бывает в астрономии - области, наводненной данными с постоянно бурлящего активностью неба, - это событие осталось незамеченным.

Только в апреле 2021 года автоматизированная система под названием Lasair обратила внимание астрономов на AT2021lwx. К тому времени пятно на небе неуклонно увеличивалось в течение более чем 300 дней. Хотя всплеск был необычным, астрономы не придали ему значения, пока не оценили яркость объекта, рассчитав расстояние до него: 8 миллиардов световых лет.

В этот момент мы вдруг поняли: "Подождите, это что-то очень, очень необычное", - говорит автор исследования Филип Уайзман, астроном из Саутгемптонского университета в Великобритании.

"Я еще не видел, чтобы что-то меняло яркость и становилось таким ярким в столь короткие сроки", - говорит Тонима Ананна, астрофизик по черным дырам из Дартмутского колледжа, который не был автором статьи.

Сначала авторы не знали, что делать с AT2021lwx. Они спросили своих коллег. Некоторые решили, что это было событие приливного разрушения, когда черная дыра с силой разрывает захваченную звезду. Но это событие было намного, намного ярче, чем любой известный эпизод пожирания звезд. Другие думали, что это квазар - молодая галактика с активным ядром: сверхмассивной черной дырой, выбрасывающей яркие струи излучения. Но стократный всплеск яркости этого события намного превосходил все, что астрономы видели в квазарах.

"У вас есть люди, занимающиеся приливными нарушениями, которые говорят: "Нет, я не думаю, что это один из наших". Люди, занимающиеся квазарами, говорят: "Нет, я не думаю, что это один из наших". Вот тут-то и нужно начинать придумывать новый сценарий", - говорит Уайзман.

Их новый сценарий также предполагает наличие черной дыры: сверхмассивной, более чем в миллион раз превышающей массу Солнца, в центре галактики. Обычно сверхмассивная черная дыра окружена газовым аккреционным диском, втягиваемым огромной гравитацией. Некоторые сверхмассивные черные дыры, например, квазары, активно поглощают этот газ; в ответ на это они светятся. Другие, как та, что находится в центре Млечного Пути, спящие, тихие и темные.

Виземан и его коллеги считают, что спящая черная дыра может внезапно оказаться наводненной очень большим количеством газа - возможно, в тысячи раз превышающим массу Солнца. Черная дыра ответит на новообретенный банкет ярким пробуждением, вспыхнув гораздо ярче, чем даже активный аналог.

Виземан и его коллеги полагают, что такой ветер запустил AT2021lwx, заставив спящую сверхмассивную черную дыру осветить ночь.

"Я думаю, они убедительно доказывают, что это сверхмассивная черная дыра... внезапно "включается", - говорит Ананна.

Астрономы, возможно, уже видели аккреционные события, подобные AT2021lwx. Виземан и его коллеги проанализировали результаты прошлых наблюдений и нашли в стоге астрономических данных несколько иголок, похожих на рекордное событие. Ни одна из них не была даже близка по яркости к этому событию, но их светимость также увеличивалась по схожей схеме. Эти события произошли в галактиках, в центре которых, как известно, находятся черные дыры, выбрасывающие потоки газа, которые падают внутрь.

"Есть вероятность, что [рекордное событие] такое же, но просто количество газа, которое было сброшено, намного, намного, намного, намного больше", - говорит Уайзман.

Виземан и его коллеги планируют проверить свои идеи на практике в виде компьютерного моделирования. Таким образом, они смогут узнать, могли ли аккреционные события вызвать этот рекордный взрыв и другие яркие модели, которые они обнаружили.

Тем временем они планируют идти по найденному следу. Яркость AT2021lwx достигла пика и начала неуклонно снижаться. Они начали наблюдать за рентгеновским излучением объекта и планируют проследить за ним с помощью радиоволн. Когда объект потускнеет и станет черным, они планируют увеличить изображение с помощью космического телескопа Хаббл, который сможет увидеть, есть ли за вспышкой галактика и как она выглядит.

Необходимость проведения дополнительных наблюдений подчеркивает, что у астрономов все еще остается много вопросов без ответов о некоторых из самых экстремальных событий во Вселенной.

"Возможно, там уже есть вещи, которые были больше и ярче, но поскольку они такие медленные, наши алгоритмы обнаружения никогда не отмечали их как взрыв, и они как бы просто терялись", - говорит Уайзман.