Астрофизики, возможно, впервые зафиксировали феномен, получивший название «сверхкилоновая» — масштабный двойной катаклизм, в ходе которого слияние нейтронных звёзд происходит непосредственно внутри недавней сверхновой.
Финал эволюции массивных звёзд знаменуется мощным взрывом сверхновой, обогащающим космос железом и углеродом. Гораздо более редкое событие — столкновение двух сверхплотных остатков звёзд, нейтронных звёзд, именуемое килоновой. Именно эти катастрофические слияния являются «кузницами» самых тяжёлых элементов в таблице Менделеева, таких как золото и уран — фундаментальных кирпичиков для Вселенной, планетных систем и самой жизни.
До настоящего времени науке был достоверно известен лишь один случай килоновой — событие GW170817, зафиксированное в 2017 году. Тогда мультимессенджерная астрономия позволила изучить слияние нейтронных звёзд одновременно через детекторы гравитационных волн (LIGO и Virgo) и с помощью традиционных телескопов, уловивших электромагнитное излучение от взрыва.
Загадочный транзиент: претендент на уникальное открытие
Сегодня исследователи предполагают, что ими обнаружен второй случай килоновой, однако обстоятельства этого события существенно сложнее. Кандидат под индексом AT2025ulz возник практически одновременно с вспышкой сверхновой, чей мощный свет, по всей вероятности, замаскировал ключевые диагностические признаки килоновой.
«На начальном этапе, примерно в первые трое суток, событие демонстрировало полную идентичность с килоновой 2017 года, — поясняет Манси Касливал, профессор астрономии и директор обсерватории Паломар в Калтехе. — Несмотря на активный интерес научного сообщества, позже спектральные характеристики сместились в сторону типичной сверхновой, и многие коллеги охладели к этому объекту. Мы же продолжили изучение».
Команда под руководством Касливал, опубликовавшая свои выводы в The Astrophysical Journal Letters, выдвинула смелую гипотезу: мы наблюдаем «сверхкилоновую» — теоретически предсказанный, но никогда ранее не наблюдавшийся синтез килоновой и сверхновой.
Гравитационный отклик необычного источника
Сигнал, настороживший астрофизиков, поступил 18 августа 2025 года. Сеть детекторов LIGO и Virgo зарегистрировала гравитационно-волновое возмущение, указывающее на слияние пары компактных объектов, причем масса как минимум одного из них оказалась аномально низкой. Оперативное оповещение направило взоры телескопов в указанный сектор неба.
«Пусть уверенность была не стопроцентной, но событие сразу выделилось как крайне любопытное, — комментирует Дэвид Рейтце, исполнительный директор LIGO. — Углублённый анализ данных подтверждает: по меньшей мере один из сталкивающихся объектов значительно легче стандартной нейтронной звезды».
Спустя несколько часов обсерватория Zwicky Transient Facility (ZTF) зафиксировала затухающий источник красного цвета (AT2025ulz), удалённый на 1,3 миллиарда световых лет, локализованный в эпицентре гравитационного события.
Динамика изменчивого сигнала
К мониторингу объекта подключились ведущие мировые обсерватории, включая телескоп им. Кека и сеть GROWTH. Изначально кривая блеска и спектральные данные с выраженным «красным» излучением (свидетельство синтеза тяжёлых элементов) в точности повторяли характеристики GW170817.
Однако вскоре AT2025ulz проявил метаморфозы: объект вновь стал ярче, излучение «посинело», а в спектре отчётливо проявились линии водорода. Подобная картина характерна для сверхновых с «ободранной» оболочкой, а не для килоновых. Это несоответствие заставило многих специалистов списать событие на обычную сверхновую, не связанную с гравитационным сигналом.
Скрытая драма: аргументы за модель «сверхкилоновой»
Команда Касливал, напротив, увидела здесь ключ к новой физике. AT2025ulz демонстрирует признаки, выходящие за рамки стандартных классификаций. Гравитационный сигнал прямо указывает на наличие «запрещённо» малых нейтронных звёзд.
Нейтронные звёзды традиционно имеют массу от 1,2 до 3 солнечных при диаметре около 25 км. Существование объектов с меньшей массой является предметом дискуссий. Теоретически, они могут рождаться либо при делении быстро вращающейся сверхмассивной звезды, либо через фрагментацию аккреционного диска вокруг схлопывающегося ядра — процесс, похожий на планетообразование.
Столкновение внутри взрыва
Соавтор работы Брайан Метцгер из Колумбийского университета предполагает, что мы стали свидетелями следующего сценария: сверхновая порождает пару нейтронных звёзд, которые стремительно сближаются и сливаются, инициируя килоновую прямо внутри разлетающихся остатков сверхновой.
«Коллапс экстремально быстро вращающейся звезды — единственный известный механизм формирования нейтронных звёзд субсолнечной массы, — утверждает Метцгер. — Если такие объекты образуют тесную пару, их слияние неизбежно будет сопровождаться проявлениями сверхновой». Скрытая в недрах сверхновой, килоновая поначалу «окрашивает» взрыв в красный цвет, пока вещество не становится прозрачным или не меняет спектральную картину.
Перспективы дальнейших изысканий
Несмотря на стройность гипотезы, доказательства всё ещё требуют верификации. Для подтверждения существования класса «сверхкилоновых» необходимо накопление статистической выборки.
«Будущие события, подобные этому, могут быть ошибочно интерпретированы как тривиальные сверхновые, — резюмирует Касливал. — Мы планируем использовать данные ZTF, а также мощности обсерватории им. Веры Рубин, телескопа Nancy Grace Roman, проекта UVEX и других инструментов для поиска аналогичных транзиентов. Даже если мы не получили окончательного подтверждения, AT2025ulz — это уже окно в совершенно новые процессы космических катастроф».
Сведения об исследовании и поддержке
Работа «ZTF25abjmnps (AT2025ulz) и S250818k: кандидат в сверхкилоновые, обнаруженный по гравитационному импульсу субпороговой интенсивности и с энергией ниже солнечной» получила финансовую поддержку от фонда Гордона и Бетти Мур, фонда Кнута и Алисы Валленберг, NSF, фонда Симонса, министерства энергетики США и ряда других научных институтов. Среди соавторов — группа исследователей из Калтеха, NOIRLab, Колумбийского университета и Университета Феррары.
Работа ZTF поддерживается NSF и консорциумом международных партнёров, а также грантами фондов Хайзинга — Симонса и Калтеха. Обработка и архивация данных возложены на центр IPAC (Калтех).
