Астрофизики открыли новое явление, разрушающее звезды

Астрономы недавно обнаружили новый феномен разрушения звезд, который раскрывает более невероятные подробности о нашей Вселенной. В своем стремлении раскрыть причины мощного гамма-всплеска (GRB) международная группа астрофизиков, возможно, представила ранее неизвестный метод уничтожения звезды.

Итак, что такое гамма-всплески? Гамма-всплески, которые, как считается, происходят при образовании черных дыр, являются самыми мощными и яркими извержениями, известными в космосе. Несмотря на их короткую продолжительность всего в несколько секунд, эти всплески высвобождают ошеломляющее количество энергии, равное тому, что излучало бы Солнце за все время своего существования в 10 миллиардов лет.

В отличие от большинства гамма-всплесков, возникающих в результате массивных взрывных звезд или слияний нейтронных звезд, считается, что GRB 191019A рождается в результате столкновений звезд или их остатков в тесном окружении сверхмассивной черной дыры в ядре древней галактики. Эта хаотичная среда предполагает невидимый, но теоретический путь к разрушению звезд и образованию гамма-всплесков.

Новый звездоразрушающий феномен

Исследование, опубликованное 22 июня в журнале Nature Astronomy, было направленный Университетом Радбауд в Нидерландах при участии астрономов Северо-Западного университета. Северо-западный астрофизик Вэнь-фай Фонг, соавтор исследования, отметил: «На каждую сотню событий, которые вписываются в традиционную схему классификации гамма-всплесков, приходится по крайней мере одно странное событие, которое ставит нас в тупик». Эти необычные случаи дают представление о ошеломляющем множестве взрывов во Вселенной.

Обнаружение этих экстраординарных явлений в плотных звездных системах, особенно в тех, которые окружают сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик, вызывает волнение, говорит астрофизик и соавтор исследования Джакомо Фраджионе из Северо-Запада. Эти среды служат фабриками для иначе невозможных событий, предлагая заглянуть в их сложную динамику.

Традиционные звездные смерти и новый игрок

Звезды обычно встречают свой конец одним из трех предсказуемых способов, в зависимости от их массы. Подобно нашему Солнцу, звезды с малой массой сбрасывают свои внешние слои, превращаясь в белых карликов. Однако более массивные звезды горят ярче и взрываются быстрее, превращаясь в разрушительные сверхновые, создавая сверхплотные тела, такие как нейтронные звезды и черные дыры. Третий сценарий предполагает столкновение двух таких остатков. Однако это исследование предполагает четвертую возможную судьбу звезд.

Новый звездоразрушающий феномен в сердце древних галактик

«Наши результаты показывают, что звезды могут встретить свою гибель в некоторых из самых плотных областей Вселенной, где они могут столкнуться», — заявил ведущий автор Эндрю Леван из Университета Радбауд. Эти открытия расширяют наше понимание гибели звезд и могут выявить неожиданные источники гравитационных волн, обнаруживаемые на Земле.

В древних галактиках, исчерпавших свои возможности звездообразования, остается мало, если вообще есть, массивных звезд. Их ядра, однако, кишат звездами и зоопарком сверхплотных звездных остатков. Астрономы подозревают, что бурное окружение сверхмассивной черной дыры в конечном итоге вызовет столкновение, вызывающее гамма-всплеск. Однако доказательства такого слияния до сих пор оставались неуловимыми.

Объединение Stellar Remnants и GRB

19 октября 2019 года обсерватория Нила Герелса Свифт НАСА обнаружила яркую вспышку гамма-излучения, продолжавшуюся чуть более минуты. Любой гамма-всплеск продолжительностью более двух секунд считается «длинным», обычно возникающим в результате коллапса звезд, масса которых не менее чем в 10 раз превышает массу нашего Солнца.

Исследовательская группа использовала телескоп Gemini South в Чили для наблюдения за затухающим послесвечением гамма-всплеска, определив местоположение гамма-всплеска в области менее чем в 100 световых годах от ядра древней галактики, очень близко к сверхмассивной черной дыре галактики.

Раскрытие космических секретов

Отсутствие соответствующей сверхновой намекает на нетрадиционную природу этого гамма-всплеска. Расположение GRB 191019A предполагает новую теорию формирования источников излучения гравитационных волн.

Длинные гамма-всплески от сталкивающихся остатков звезд чрезвычайно редки в типичной галактической среде. Однако в упакованных ядрах древних галактик высокая плотность населения может привести к случайным столкновениям звезд под влиянием сверхмассивной черной дыры. Это может привести к огромному взрыву, наблюдаемому с огромных космических расстояний.

Первый из многих?

Эти события могли регулярно происходить в столь же густонаселенных регионах по всей Вселенной, но, возможно, оставались незамеченными из-за затемнения пыли и газа. Открытие GRB 191019A открывает двери для обнаружения большего количества этих неуловимых событий.

«Хотя это событие является первым в своем роде, которое было обнаружено, возможно, есть и другие, которые скрыты большим количеством пыли вблизи их галактик», — сказал Фонг. Обнаружив больше таких событий, исследователи надеются связать обнаружение гамма-всплесков с соответствующим обнаружением гравитационных волн, что еще больше раскроет их природу и происхождение.