Учёные сделали значительный шаг в понимании одного из самых загадочных явлений современной астрономии — ярких, быстро меняющихся голубых космических вспышек, которые астрономы фиксируют в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах на огромных расстояниях от Земли. Новое исследование, выполненное международной командой под руководством специалистов из Калифорнийского университета в Беркли, предложило убедительное объяснение природы этих явлений, известных как LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transients) — «светящиеся быстрые голубые оптические транзиенты».
Что такое LFBOT-вспышки?
LFBOT представляют собой короткие, но чрезвычайно яркие вспышки света, которые появляются, достигают пика и затем быстро затухают, испуская значительную долю своего излучения в синей части оптического спектра и в ультрафиолете. Они наблюдаются на расстояниях сотен миллионов — миллиардов световых лет от нашей планеты и остаются одними из самых необычных астрономических явлений, обнаруженных за последние десятилетия.
Впервые LFBOT были зафиксированы в 2014 году, а с тех пор их было обнаружено чуть более десятка, однако лишь в недавних наблюдениях накопилось достаточное количество данных для глубокого анализа. Самая яркая из подобных вспышек, известная как AT 2024wpp, стала ключом к разгадке природы этих явлений.
Новые данные: исключение сверхновых
Ранее учёные выдвигали разные гипотезы о происхождении LFBOT. Некоторые предполагали, что они могут быть аномальными типами сверхновых — взрывов умирающих массивных звёзд. Другие рассматривали вариант, что эти вспышки вызваны аккрецией межзвёздного газа на компактные объекты, такие как чёрные дыры или нейтронные звёзды.
Новый анализ убедительно показал: LFBOT не могут быть объяснены обычной моделью сверхновых. Основной аргумент — энергия, выделяющаяся в ходе вспышки AT 2024wpp, была как минимум в 100 раз больше, чем могла бы быть выработана даже самой мощной из известных сверхновых. Это означает, что механизмы, лежащие в основе LFBOT, функционируют принципиально иначе.
Модель крайнего приливного разрушения
Исследователи предложили следующую модель происхождения LFBOT:
- Двойная система. В системе, где происходит LFBOT-вспышка, существует чёрная дыра промежуточной массы — порядка сотни масс Солнца — и её массивная звёздная компаньонка.
- Приливное разрушение. Когда звезда сближается с чёрной дырой, её гравитационные приливные силы растягивают и разрушают звезду, полностью разрывая её в течение нескольких дней.
- Образование аккреционного диска. Обломки разрушенной звезды образуют вокруг чёрной дыры аккреционный диск — вращающийся поток материи, который начинает интенсивно излучать энергию, в том числе в синих и ультрафиолетовых частях спектра.
- Генерация джетов и радиоизлучения. Часть материи выбрасывается в виде релятивистских струй (джетов) со скоростью порядка 40% скорости света, которые при взаимодействии с окружающим межзвёздным газом испускают радиоволны и рентгеновское излучение.
Эта модель согласуется со всеми основными наблюдаемыми характеристиками LFBOT, такими как спектральная эволюция, энергетический выход и последующие слабые рентгеновские и радио-сигналы.
Почему эта находка важна?
Новые сведения о промежуточных чёрных дырах
Масса чёрной дыры в модели AT 2024wpp составляет порядка 100 солнечных масс, что ставит её в категорию промежуточных чёрных дыр. Такие чёрные дыры ранее теоретически предполагались, но наблюдательные подтверждения их существования были крайне редки. Исследование LFBOT позволяет изучать эти объекты с помощью новой, независимой методики.
Понимание краевых состояний звездной эволюции
События, подобные LFBOT, дают представление о судьбе самых массивных звёзд, особенно тех, которые находятся в тесных двойных системах с компактыми объектами. Понимание того, как такие системы развиваются и как происходят крайние приливные разрушения, важно для моделирования эволюции галактик и компактных объектов.
Применение в астрофизике высоких энергий
LFBOT отличаются от всех других типов взрывных или катаклизмических трансентных явлений, таких как гамма-всплески или обычные сверхновые. Их изучение расширяет наше представление о физических процессах в экстремальных гравитационных и магнитных полях и помогает уточнять модели аккреции и джетов, которые применимы также к активным ядрам галактик и крутящимся чёрным дырам.
Использованные наблюдательные инструменты
Для получения спектра данных об LFBOT AT 2024wpp исследователи использовали разнообразные астрономические средства:
- Рентгеновские телескопы: Chandra, Swift-XRT, NuSTAR;
- Радиотелескопы: ALMA, ATCA;
- Оптические и ультрафиолетовые инструменты: телескопы Lick, Keck, Gemini, а также UVOT на борту Swift-обсерватории.
Такой комплексный подход позволил собрать информацию на широком диапазоне длин волн и подробно реконструировать процесс, приводящий к возникновению LFBOT-вспышки.
Перспективы будущих исследований
В ближайшие годы с запуском новых космических ультрафиолетовых телескопов, таких как ULTRASAT и UVEX, астрономы рассчитывают существенно увеличить число обнаруженных LFBOT. Это позволит:
- получать ранние спектры вспышек ещё до достижения пика яркости;
- статистически анализировать разнообразие LFBOT-событий;
- уточнять связи между массой чёрной дыры, свойствами компаньонной звезды и характеристиками вспышки.
Заключение
Новое объяснение природы ярких голубых космических вспышек — LFBOT — является значимым шагом в современной астрономии. Оно не только разрешает давний вопрос о происхождении этих явлений, но и открывает перспективы для изучения промежуточных чёрных дыр и экстремальных процессов разрушения звёзд. Наряду с развитием будущих инструментов для наблюдений, это открытие будет способствовать более глубокому пониманию динамики самых мощных событий во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам https://phys.org/news/2025-12-powering-mysterious-bright-blue-cosmic.html
