Учитывая необъятность Вселенной и несколько коротких веков, в течение которых люди смотрят на звезды, нет ничего удивительного в том, что мы до сих пор открываем для себя, как там все устроено. Одним из хороших примеров этого процесса является "космическая корова" - неофициальное название, которое астрономы ласково используют для обозначения AT2018cow, необъяснимого рентгеновского явления, произошедшего в 2018 году.
Сегодня у исследователей есть сильная гипотеза, объясняющая космическую корову и направляющая будущие исследования черных дыр, нейтронных звезд и других пока необъяснимых явлений в самых дальних уголках Вселенной.
Как обычно умирают звезды?
Чтобы понять, почему космическая корова привлекла внимание астрономов, необходимо иметь представление о жизненном цикле звезд, включая звездную смерть. Конечно, существует целый ряд типов и размеров звезд, а это значит, что не существует нормального способа смерти звезд, и даже "умирание" - не совсем точное слово, поскольку звезды просто переходят от одной фазы жизни к другой.
В любом случае, можно с большой точностью сказать, что когда большинство массивных звезд (намного больше нашего Солнца) достигают конца своего жизненного цикла и расходуют все топливо в своих ядрах, они взрываются в виде сверхновой, после чего становятся либо черной дырой, либо нейтронной звездой, в зависимости от первоначального размера звезды.
Астрономы давно измеряют сверхновые; первая зафиксированная сверхновая относится к 4500 году до нашей эры (плюс-минус около 1 000 лет). С тех пор было зарегистрировано множество заметных сверхновых, в том числе одна, отмеченная китайскими астрономами в 185 году до н.э., другая - Иоганном Кеплером (и многими другими астрономами по всему миру) в 1604 году, и еще десятки других благодаря развитию науки о телескопах. Можно с уверенностью сказать, что астрономы в целом понимают, что они видят, когда на небе появляется яркое излучение.
Чем отличается Космическая Корова?
Именно это и озадачило астрономов, впервые наблюдавших космическую корову AT2018cow в июне 2018 года. Астрономы с помощью телескопа ATLAS-HKO в обсерватории Халеакала на Гавайях отметили яркое рентгеновское излучение, которое продолжалось в течение трех недель и светилось в десять раз ярче, чем сверхновые, которые астрономы изучали ранее.
Только сейчас, спустя годы, у нас есть представление о том, что могло вызвать это яркое излучение: прыгающий комочек радости для Вселенной в виде либо детской черной дыры, либо новорожденной нейтронной звезды.
Астрономы из Массачусетского технологического института под руководством научного сотрудника Дираджа "DJ" Пашама из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли в Кембридже, штат Массачусетс, изучали выбросы от коровы в течение нескольких месяцев и опубликовали свои выводы 13 декабря 2021 года в журнале Nature Astronomy. Они определили, что это, скорее всего, результат мощного выброса энергии, вызванного черной дырой или нейтронной звездой, наслаждающейся первым обедом своей родной звезды. В отличие от других сверхновых, выброс энергии коровой произошел несколько иначе - отсюда и яркое, продолжительное свечение, которое мы наблюдали в небе.
Учитывая уникальные данные, которые изучала его команда, Пашам признался, что надеялся, что объяснение укажет на черную дыру, поедающую экзотическую звезду. "Я был немного разочарован", - сказал он в интервью ScienceNews. "Но меня больше поразило то, что это может быть прямым доказательством рождения черной дыры. Это еще более крутой результат".
Новые способы изучения рождения черных дыр и нейтронных звезд
Результаты исследования Массачусетского технологического института позволяют предположить, что астрофизики могут использовать аналогичный протокол для изучения данных других необъяснимых явлений зарождения, называемых быстрыми голубыми оптическими переходами (БГОП). Таких явлений зарегистрировано около десятка, и теперь астрономы, возможно, смогут выдвинуть новые гипотезы для объяснения этих явлений в далеких просторах Вселенной.
Кроме того, космическая корова теперь дает астрономам руководство к действию при поиске новых нейтронных звезд и черных дыр; поскольку изучение черных дыр сейчас является большим приоритетом для НАСА, всегда полезно иметь представление о том, что искать, а также лучше понять жизненный цикл черных дыр.
Вот это интересно
Если вы хотите следить за черными дырами, то миссия НАСА, за которой следует наблюдать, - это Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), запущенный в декабре 2021 года, и рентгеновская обсерватория Chandra. Эти два космических телескопа осматривают просторы нашей галактики и Вселенной, чтобы измерить рентгеновское излучение, характерное для черных дыр - хотя, как мы узнаем, существуют и нетипичные черные дыры!
