В далекой галактике обнаружили радиоисточник, яркость которого возросла в 20 раз всего за несколько месяцев и остается заметным более трех лет. Анализ показал, что это либо «осиротевшее» послесвечение гамма-всплеска, либо редкий случай разрыва звезды черной дырой промежуточной массы — оба события крайне редки и важны для понимания скрытых космических катастроф.
В последние годы радиотранзиенты — вспышки и всплески в радиодиапазоне — стали одним из самых быстро развивающихся направлений астрофизики. Раньше большинство космических катастроф — гамма-всплески, сверхновые, приливные разрушения звезд — обнаруживали по гамма- или рентгеновскому излучению. Однако такие сигналы могут быть скрыты газопылевыми облаками или «смотреть» в сторону от Земли.
Радиоволны же возникают, когда выброшенное при взрыве вещество на огромной скорости врезается в окружающий газ. Такое излучение «живет» и практически не поглощается пылью, что делает их заметными для радиотелескопов.
Именно в таком поиске авторы нового исследования наткнулись на объект с каталоговым названием ASKAP J0055-2558. Впервые он появился в данных 2022 года и оказался как минимум в 20 раз ярче, чем предел обнаружения за 250 дней до этого. С тех пор его поток медленно убывает, оставаясь заметным более тысячи дней.
Наблюдения на частотах от 0,4 до 9 гигагерц показали характерный «горб» в спектре — верный признак синхротронного излучения — мощного электромагнитного излучения, испускаемого релятивистскими заряженными частицами. Возникает оно, когда электроны, разогнанные почти до скорости света, движутся в магнитном поле. Результаты научной работы исследователи опубликовали на сервере препринтов Корнеллского университета.
Интересно, что источник совпадает по положению с небольшой активно галактикой с активным звездообразованием на расстоянии около 540 миллионов световых лет. Его пиковая светимость в радиодиапазоне много больше, чем у всех известных сверхновых. При этом ни в оптическом ни в инфракрасном диапазонах вспышки зафиксировано не было. Более того, поиск пульсирующего сигнала вообще также ничего не дал, что исключает вариант с нейтронной звездой или пульсаром.
Анализ формы спектра и его эволюции во времени позволил оценить физические параметры источника. Выяснилось, что пик излучения постепенно смещается к более низким частотам — именно так ведет себя расширяющаяся ударная волна. Энергетическое распределение электронов было типичным для релятивистских джетов, а скорость затухания на высоких частотах напоминала поздние стадии гамма-всплесков.
Основных объяснений два. Первое — «осиротевшее» послесвечение гамма-всплеска: если его узкая струя была направлена не в сторону Земли, яркую вспышку мы бы не увидели. Однако по мере замедления джета радиоизлучение становится заметным. Второй вариант — разрыв звезды гипотетической черной дырой промежуточной массы вне галактического центра. Напомним, поиски таких космических «монстров» идут полным ходом, о чем Naked Science рассказывал ранее.
Оба сценария крайне редки: подтвержденных радиообнаружений «осиротевших» всплесков единицы, а приливные разрушения светил вне активных ядер галактик практически не зафиксированы.
Поэтому ученые надеются, что ASKAP J0055-2558 может помочь оценить скрытую частоту гамма-всплесков или же пролить свет на популяцию промежуточных черных дыр. Ситуация может проясниться путем дальнейших наблюдений. Последующее затухание и изменения спектра помогут уточнить природу источника.