Двойной взрыв в космосе: Ученые, возможно, впервые увидели «сверхкилонову»

Ученые, возможно, стали свидетелями того, как массивная умирающая звезда раскололась надвое, а затем ее фрагменты столкнулись, вызвав невиданный ранее двойной взрыв. Этот катаклизм породил рябь в пространстве-времени и создал одни из самых тяжелых элементов во Вселенной.

Большинство массивных звезд завершают свой жизненный цикл коллапсом и взрывом сверхновой, рассеивая в космосе такие элементы, как углерод и железо. Другой тип катаклизма, известный как килоновая, происходит при столкновении ультраплотных останков мертвых звезд — нейтронных звезд, — что порождает еще более тяжелые элементы, например, золото.

Недавно обнаруженное событие, получившее обозначение AT2025ulz, по-видимому, сочетает в себе эти два типа космических взрывов таким образом, который ученые долго предполагали, но никогда ранее не наблюдали.

Если это подтвердится, оно может стать первым примером «сверхкилоновой» — редкого гибридного взрыва, при котором один объект производит два различных, но одинаково мощных катаклизма.

«Мы не можем с уверенностью утверждать, что обнаружили сверхкилоновую, но это событие, несомненно, заставляет взглянуть на вещи по-новому», — заявила в пресс-релизе ведущий автор исследования Манси Кашливал, профессор астрономии Калифорнийского технологического института.

Результаты подробно изложены в исследовании, опубликованном 15 декабря в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Два в одном

AT2025ulz впервые привлекла внимание астрономов 18 августа 2025 года, когда детекторы гравитационных волн американской обсерватории LIGO и ее европейского партнера Virgo зарегистрировали слабый сигнал, соответствующий слиянию двух компактных объектов.

Вскоре после этого, согласно заявлению, установленный в Калифорнии обзор Zwicky Transient Facility обнаружил в том же участке неба быстро угасающую красную точку света. Поведение объекта было очень похоже на GW170817 — единственную подтвержденную килоновую, наблюдавшуюся в 2017 году, — а его красное свечение соответствовало свежесозданным тяжелым элементам, таким как золото и платина.

Однако, вместо того чтобы продолжать угасать, как обычно ожидается, AT2025ulz снова начала становиться ярче, сообщается в исследовании. Последующие наблюдения с дюжины обсерваторий по всему миру, включая обсерваторию Кека на Гавайях, показали смещение света в сторону более голубых длин волн и выявили спектральные линии водорода — признак сверхновой, а не килоновой.

Эти данные помогли исследователям подтвердить наличие водорода и гелия, что указывает на то, что массивная звезда сбросила большую часть своих богатых водородом внешних слоев перед взрывом.

Чтобы объяснить эту озадачивающую последовательность событий, команда предложила следующий сценарий: массивная, быстро вращающаяся звезда коллапсировала и взорвалась как сверхновая. Но вместо того чтобы сформировать одну нейтронную звезду, ее ядро раскололось на две меньшие нейтронные звезды. Эти новорожденные останки затем сблизились по спирали и столкнулись в течение нескольких часов, вызвав килоновую внутри расширяющихся обломков сверхновой.

Комбинированный эффект представляет собой гибридный взрыв, в котором сверхновая изначально маскирует сигнатуру килоновой, что и объясняет необычные наблюдения.

Подсказки гравитационных волн

Данные гравитационно-волнового сигнала подтверждают эту идею. Хотя сигнал не может точно определить индивидуальные массы двух сливающихся нейтронных звезд, он исключает сценарии, в которых обе были тяжелее Солнца.

Исследователи установили с вероятностью 99%, что по крайней мере один из объектов был менее массивен, чем Солнце — это бросает вызов общепринятой звездной физике, согласно которой нейтронные звезды не могут быть легче примерно 1,2 солнечных масс. Такие легкие нейтронные звезды могут сформироваться только при коллапсе очень быстро вращающейся звезды, что соответствует предложенному сценарию для AT2025ulz.

Однако в исследовании отмечается, что сложность перекрывающихся сигналов затрудняет исключение возможности того, что сигналы поступили от несвязанных событий, случайно произошедших близко друг к другу. В конечном счете, единственный способ проверить теорию — найти больше подобных событий с помощью обзоров неба следующего поколения, таких как те, что будут проводиться обсерваторией Веры Рубин и будущим космическим телескопом НАСА «Нэнси Грейс Роман».

Ожидание новых открытий

«Если сверхкилоновые реальны, мы в конце концов увидим больше таких событий», — сказала в другом заявлении соавтор исследования Антонелла Пальмезе, доцент астрофизики и космологии из Университета Карнеги-Меллона. — «И если мы продолжим находить подобные взаимосвязи, то, возможно, это действительно была первая».

Ученые подчеркивают, что AT2025ulz открывает новое окно в понимание самых экстремальных процессов во Вселенной. Она бросает вызов существующим моделям смерти массивных звезд и предлагает новый путь образования тяжелых элементов. Будущие открытия подобных гибридных взрывов могут не только подтвердить реальность «сверхкилоновых», но и переписать главы учебников о конечных стадиях звездной эволюции и космическом происхождении элементов, из которых состоит наш мир.