Радиосигнал от гибели звезды превзошел сверхновые в сто раз и выдал редчайшие черные дыры

Мощнейший радиосигнал, зафиксированный после гибели звезды в объятиях чёрной дыры, превзошел показатели стандартных сверхновых примерно в сто раз, пролив свет на одну из самых глубоких тайн современной астрофизики.

Научный коллектив из Китая задокументировал вспышку AT2019ijn, эпицентр которой находился в центральной области карликовой галактики на удалении около одного миллиарда световых лет (красное смещение z = 0,2729 ± 0,0001). Подробный отчет об исследовании опубликован на страницах The Astrophysical Journal Letters.

Начальные оптические наблюдения зафиксировали стремительный всплеск: светимость достигала пика чуть более пяти дней, дойдя до абсолютной величины g = −21,1. По темпам нарастания и спектральным характеристикам фенокон походил на быстрые голубые оптические транзиенты, однако угасал значительно дольше привычных аналогов (свыше месяца), а температура испускаемого света держалась на невероятно высокой отметке в 15 000–16 000 K.

Совершенно иную картину продемонстрировали радионаблюдения: радиосигнал непрерывно наращивал мощность на протяжении двух лет, достигнув максимальных значений на 641-й сутки после первогo оптического обнаружения. Его интенсивность в трехгигагерцевом спектре составила (2,0 ± 0,1) × 1031 эрг/с/Гц, что по меньшей мере на два порядка превышает показатели аналогичных радиоярких транзиентов и сверхновых на схожих стадиях развития, хотя общая природа явления напоминала изученные процессы приливного разрушения.

Для детального анализа механизмов явления ученые объединили мощности американского радиотелескопа NSF VLA, индийского гигантского метроволнового радиотелескопа GMRT и австралийской системы ASKAP. Синхронизация работы передовых инструментов дала возможность проследить динамику вспышки и протестировать различные гипотезы её происхождения.

Исследователи пришли к выводу, что источником катаклизма стало приливное разрушение (TDE): светило подошло критически близко к сверхплотному объекту и было разорвано его колоссальной гравитацией. Главным виновником аномальной радиояркости эксперты считают релятивистский джет — узконаправленный поток плазмы, движущийся со скоростью, близкой к световой, который был отклонен примерно на 40° относительно линии визирования с Земли. Из-за такого пространственного положения оптическое излучение казалось менее интенсивным, тогда как широко расходящиеся радиоволны позволили зафиксировать мощнейший поздний пик.

Расчетная масса чёрной дыры составила несколько десятков тысяч солнечных масс, что позволяет отнести её к редчайшей категории объектов промежуточной массы. Подобные тела долгое время оставались «невидимыми» для науки: сверхмассивные черные дыры выдают себя по гравитационному влиянию на галактики или в составе двойных систем, тогда как объекты промежуточной массы избегают прямых обнаружений и представляют собой колоссальную сложность для изучения.

Полученные данные доказывают, что астрономия упускает множество экстремальных космических процессов, если мониторинг ограничивается лишь кратковременной оптической фазой и не захватывает радиодиапазон. Внедрение регулярных широкомасштабных радиообзоров позволит ставить на учет аналогичные транзиенты массово, что откроет дорогу к глубокому статистическому анализу чёрных дыр промежуточной массы и всестороннему описанию класса релятивистских оптических всплесков.

Источник: iXBT