В сентябре 2022 года автоматизированный обзор неба обнаружил нечто, похожее на взрыв сверхновой, на расстоянии примерно одного миллиарда световых лет. Компания Zwicky Transient Facility (ZTF) обнаружила его и присвоила ему имя AT2022tsd. Но что-то в этой сверхновой было необычным. Сверхновые взрываются и ярко светятся месяцами, а AT2022tsd ярко взорвалась, а затем погасла за считанные дни.
Именно тогда астрономы поняли, что это вовсе не обычная сверхновая. Это был светящийся быстрый синий оптический переходный процесс (LFBOT), относительно новый класс объектов, который был открыт всего несколькими годами ранее и остается загадочным.
Затем произошло нечто еще более странное. AT2022tsd, получивший прозвище «Тасманский дьявол», снова и снова становился ярче. Это было одновременно сюрпризом и загадкой — две вещи, которые всегда привлекают внимание астрономов.
После первоначального обнаружения последующие рентгеновские наблюдения показали, что Тасманийский дьявол был самым ярким LFBOT, когда-либо обнаруженным. Мало того, он мог соперничать с самыми яркими гамма-всплесками, когда-либо обнаруженными. Эти факты, а также неоднократное просветление объекта сделали его одним из самых странных транзиентов, когда-либо обнаруженных.
Группа исследователей под руководством доцента астрономии Корнеллского университета Анны Хо собрала все возможные данные, чтобы определить, что стоит за необычным поведением тасманского дьявола. Их результаты представлены в новой статье под названием «Оптические вспышки длительностью в несколько минут со светимостью сверхновой». Статья была опубликована в журнале Nature.
«Это положило конец многолетним спорам о том, что приводит в действие этот тип взрыва, и открыло необычайно прямой метод изучения активности звездных трупов».
Анна Хо, Корнелльский университет
«В последние годы наблюдалось, что некоторые светящиеся внегалактические оптические транзиенты длятся всего несколько дней», — пишут авторы в своей статье. «Их короткая наблюдаемая продолжительность предполагает другой механизм включения энергии, чем у наиболее распространенных светящихся внегалактических переходных процессов (сверхновых), временные рамки которых составляют недели».
«Здесь мы сообщаем о наблюдениях минутных оптических вспышек после коровьего переходного процесса AT2018, AT2022tsd».
Повторяющиеся вспышки Тасманского дьявола длились всего несколько минут. Они были столь же мощны, как и первый взрыв, произошедший 100 дней назад. Эти повторяющиеся вспышки только усугубили тайну вокруг LFBOT. За вспышками наблюдали 15 телескопов по всему миру, и исследовательская группа изучила наблюдения, чтобы попытаться определить, какой тип объекта стоит за этим замечательным поведением.
В декабре Хо регулярно следил за затухающим первоначальным взрывом и сделал пять новых изображений объекта, каждое из которых длилось несколько минут. На первом изображении ничего не было видно, но на среднем изображении наблюдалось сильное просветление, которое быстро исчезло. Потом снова ничего.
Хо поделился изображениями с коллегами, и они потеряли дар речи.
«Мы думаем, что эти вспышки могли исходить от одного из этих недавно образовавшихся трупов»,
Анна Хо, Корнелльский университет
«Никто не знал, что сказать», — вспоминал Хо. «Мы никогда раньше не видели ничего подобного – чего-то настолько быстрого и такой же яркой, как первоначальный взрыв несколько месяцев спустя – ни в одной сверхновой или FBOT. Мы никогда не видели такого в астрономии».
Анализ команды показал 14 отдельных всплесков яркости за 120-дневный период. По словам Хо, это, скорее всего, лишь часть от общего числа.
«Удивительно, но вместо того, чтобы постепенно исчезать, как можно было бы ожидать, источник снова на короткое время стал ярче – и снова, и снова», – сказала она. «LFBOT уже является своего рода странным, экзотическим событием, так что это было еще страннее».
В космосе есть некоторые события и объекты, которые вспыхивают неоднократно, и исследователи работали над их подтверждением или устранением. Дьявол не был сверхновой, но могло ли это быть событие приливного разрушения (TDE), когда черная дыра питается материалом и ярко вспыхивает? Соответствуют ли его свет и частота каким-либо другим типам астрономических переходных процессов?
Команда обнаружила одну оптическую и несколько рентгеновских вспышек от Тасманского дьявола. Но оптическая вспышка не совпала ни с одной из рентгеновских вспышек. Кроме того, не было обнаружено никакой периодичности ни в одном из возгораний. Тот факт, что команда не смогла обнаружить никаких оптических вспышек в ходе исследования других LFBOT, также вызвал недоумение.
«Насколько нам известно, это явление — оптические вспышки в минутном масштабе со светимостью, подобной сверхновой, с вариациями амплитуды порядка величины, сохраняющимися в течение более 100 дней — не имеет прецедентов в литературе», — пишут исследователи в своей статье.
На данный момент AT2022tsd остается загадкой. Это может быть звезда-сверхгигант, коллапсирующая как сверхновая, а затем образующая аккреционное кольцо. Это может быть черная дыра, направляющая струи материала в космос. Или это может быть другой LFBOT, но мы можем видеть его под странным углом. Если да, то это могло бы объяснить рентгеновские лучи тасманского дьявола.
«Отсутствие обнаруженных вспышек у других LFBOT может быть связано с углом обзора: AT2018cow, как полагают, наблюдалась близко к плоскости «диска», а не лицом к ней, а у AT2022tsd угол обзора больше по оси. также может помочь объяснить существенно более яркое рентгеновское излучение», — объясняют авторы в своем исследовании.
Исследователи пришли к выводу, но он неполный.
Тасманийский дьявол, должно быть, мертвая звезда, либо черная дыра, либо нейтронная звезда. «Мы не думаем, что что-то еще может вызывать подобные вспышки», — сказала Анна Ю. К. Хо, доцент кафедры астрономии Колледжа искусств и наук. «Это положило конец многолетним спорам о том, что приводит в действие этот тип взрыва, и открыло необычайно прямой метод изучения активности звездных трупов».
Если Тасманийский дьявол — это разновидность мертвой звезды, то он ведет себя не так, как другие.
«Возможно, мы наблюдаем совершенно другой канал космических катаклизмов», — сказал Хо.
Возможно, с Дьяволом происходит что-то беспрецедентное. Поскольку звезда мертва, свет, исходящий от нее, может сигнализировать о ее переходе в своего рода звездную загробную жизнь. Это может быть новый тип звездного трупа.
«Потому что труп не просто сидит там, он активен и делает вещи, которые мы можем обнаружить», — сказал Хо. «Мы думаем, что эти вспышки могли исходить от одного из этих недавно сформировавшихся трупов, что дает нам возможность изучить их свойства, когда они только что сформировались».
