Во время обзора неба с помощью обсерватории «Интеграл» Европейского Космического Агентства, была внезапно обнаружена вспышка гамма-лучей в соседней к нам галактике M82. И всего лишь несколько часов спустя другая обсерватория XMM-Newton уже занималась поиском послесвечения от вспышки, но найти ничего не удалось. Тогда учёные выдвинули предположение о том, что этот выброс мог быть внегалактической (то есть за пределами нашего Млечного Пути) вспышкой от магнетара – молодой нейтронной звезды с чрезвычайно сильным магнитным полем.
Любопытный сигнал из соседней галактики
В ноябре 2023 года обсерватория «Интеграл» зафиксировала внезапную вспышку от очень редкого объекта. Длительность всплеска составила всего одну десятую долю секунды, а пришёл сигнал по направлению от галактики M82.
Данные от обсерватории были приняты в Центре обработки данных в Женеве, а уже через 13 секунд после выявления вспышки уведомление об этом событии было разослано астрономам со всего мира. За обработку этого события отвечает Система оповещения о вспышках IBAS (Integral Burst Alert System), она как раз и указала источник – галактику M82.
Теперь дело оставалось лишь за астрономами: именно они должны были понять, что происходит, и является эта вспышка рядовым гамма-всплеском или редким явлением в виде гигантского выброса от магнетара.
«Для себя мы сразу решили, что это событие будет особенным. Дело в том, что мы привыкли к подобным вспышкам, приходящим к нам из очень далёких уголков вселенной, но в этот раз источником была очень яркая и близкая к нам галактика», - объясняет Сандро Мерегетти из Национального института астрофизики INAF–IASF в Милане, ведущий автор научной работы по этому открытию.
Команда обратилась за помощью к космическому телескопу XMM-Newton, чтобы провести последующие наблюдения за местом вспышки как можно скорее. Дело в том, что если бы этот выброс был порождён двумя столкнувшимися нейтронным звёздами, то в результате этого должны были образоваться нейтронные звёзды и возникнуть послесвечение в рентгеновском и видимом свете.
«Вместо этого данные от XMM-Newton показали лишь наличие горячего газа и звёзд. Если бы этот взрыв был бы коротким гамма-всплеском, на его месте мы должны были наблюдать угасающий источник рентгеновских лучей. Но никакого послесвечения мы не нашли», - Микела Ригоселли, соавтор работы.
С помощью наземных оптических телескопов, таких как Итальянский национальный телескоп Галилео и Французская обсерватория Верхнего Прованса, уже несколько часов спустя после события астрономы занялись поиском свечения уже в видимом свете. Но опять не нашли ничего. И так, в связи с тем, что не было ни каких сигналов в рентгене и видимом свете, не были обнаружены гравитационные волны детекторами LIGO/VIRGO/KAGRA, было принято решение считать вспышку сигналом от магнетара.
«Когда возникают такие неожиданные события, гибкость графиков работы обсерваторий «Интеграл» и XMM-Newton является решающим фактором в оценке. В данном случае, если бы эти исследования проводились всего лишь на следующий день, у нас не было бы уже такой уверенности в том, что мы видим гамма-всплеск от магнетара», - Ян-Уве Несс, главный учёный обсерватории «Интеграл».
Чрезвычайно магнитные звёзды
Когда погибают звёзды, превышающие массу Солнца более чем в восемь раз, они взрываются в виде сверхновой, оставляющей после себя чёрную дыру или нейтронную звезду. В свою очередь, нейтронные звёзды представляют собой очень компактный остаток звезды с массой больше нашего Солнца, собранной в сфере радиусом с земной город. Такие объекты чрезвычайно быстро вращаются вокруг своей оси и обладают сильным магнитным полем.
«Некоторые молодые нейтронные звёзды обладают ещё более сильным магнитным полем, в десять тысяч раз превышающим обычные подобные объекты. Поэтому их мы называем магнетарами. Они выбрасывают энергию в пространство вспышками, и, как правило, такие вспышки поистине гигантские», - Эшли Краймс, исследователь в Европейском Космическом Агентстве.
Однако, за последние 50 лет наблюдений за гамма-лучами, были выявлены только три гигантские вспышки от магнетаров в нашей Галактике. Эти выбросы были поистине мощными: один был обнаружен в декабре 2004 года и пришёл с расстояния в 30000 световых лет, но до сих пор оказывает существенное влияние на верхние слои земной атмосферы. То есть, это то же самое, что и эффекты от Солнца, которые испытывает атмосфера Земли постоянно.
«Эта вспышка, подтверждённая «Интегралом», является первой, о которой мы можем с уверенностью сказать, что она возникла за пределами Млечного Пути. У нас даже появилось подозрение о том, что другие короткие гамма-всплески, замеченные «Интегралом» и другими спутниками, также являются гигантскими выбросами от магнетаров. Это открытие наводит нас на путь исследований внегалактических магнетаров. Если мы найдём больше подобных явлений, то сможем лучше понять периодичность их возникновения и сам процесс уноса энергии от таких звёзд».
К сожалению, всплески такой короткой продолжительности могут быть зафиксированы лишь по счастливой случайности, когда обсерватория изначально была направлена на нужный участок неба. Именно поэтому нужны такие обсерватории, как «Интеграл», у которого очень большое поле зрения: оно в три тысячи раз больше площади, которую занимает на небе диск полной Луны.
Сама галактика M82 представляет собой яркий объект с активными областями звездообразования. В таких областях космоса постоянно рождаются массивные звёзды, живут относительно короткую жизнь (по космическим меркам) и погибают, оставляя после себя нейтронные звёзды. Открытие магнетара в такой галактике как раз подтверждает теорию о том, что их с уверенностью можно отнести к молодым нейтронным звёздам. Учёные уже планируют продолжить поиски магнетаров в других активных областях с целью лучшего понимания этих экстраординарных астрономических объектов.
По информации Европейского Космического Агентства.
