Очень редкая и своеобразная вспышка сверхяркого света во Вселенной стала еще более необычной благодаря орлиному глазу космического телескопа Хаббла НАСА. Явление, известное как светящийся быстрый синий переходный процесс (LFBOT), неожиданно вспыхивает вдали от любой галактики. Только Хаббл может определить его местоположение. Результаты только еще больше запутали астрономов. Во-первых, они не знают, что такое LFBOT. Результаты Хаббла показывают, что они исключают некоторые возможные теории и знают еще меньше.

LFBOT — одно из самых ярких известных событий видимого света во Вселенной — внезапный взрыв, похожий на вспышку фотокамеры. С момента его первого открытия в 2018 году было обнаружено лишь несколько объектов — событие, расположенное на расстоянии около 200 миллионов световых лет от нас и получившее прозвище «Корова». В настоящее время LFBOT обнаруживается один раз в год.

После того, как LFBOT был впервые обнаружен, несколько телескопов наблюдали его во всем электромагнитном спектре, от рентгеновских лучей до радиоволн. Это короткое событие, получившее название AT2023fhn и получившее прозвище «Зяблик», продемонстрировало все характерные характеристики LFBOT. Она светится интенсивным синим светом, быстро развивается и достигает пика яркости, а затем исчезает в течение нескольких дней, в отличие от сверхновых, которым нужны недели или месяцы, чтобы потускнеть.

Но в отличие от любого другого LFBOT, замеченного ранее, Хаббл обнаружил, что Финч расположен между двумя соседними галактиками — ближайшей спиральной галактикой на расстоянии около 50 000 световых лет и меньшей галактикой на расстоянии около 15 000 световых лет.

На изображении под названием «AT2023fhnHSTWFC3/UVIS» с цветовой шкалой, масштабной линейкой и стрелками компаса показаны три галактики на бархатистом черном космическом фоне. Самая большая — бело-голубая спиральная галактика в центре изображения. Две меньшие галактики — это белые пятна слева. Странное белое пятно с красным указателем в верхней части изображения — это ослепительный свет взрыва неизвестного объекта, но не связанный ни с одной галактикой. Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, STScI, AshleyChrimes (ESA-ESTEC/Университет Рэдброуда)

«Наблюдения Хаббла были действительно важными. Они заставили нас осознать, что этот объект необычен по сравнению с другими подобными объектами, потому что без данных Хаббла мы бы вообще его не знали», — сказала Эшли Кристмас, ведущий автор статьи Хаббла, которая будет опубликована в предстоящих Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества (MNRAS). Он также является исследователем в Европейском космическом агентстве и работал в Университете Радбауд в Неймегене, Нидерланды.

Хотя эти ужасающие взрывы долгое время считались редким типом сверхновых, известных как сверхновые с коллапсом ядра, массивные звезды, которые становятся сверхновыми, по звездным стандартам недолговечны. Поэтому огромные первичные звезды не успевают уйти слишком далеко от места своего рождения — популяции новорожденных звезд — прежде чем взорваться. Все предыдущие LFBOT были обнаружены в спиральных рукавах галактик, где продолжается рождение звезд, но Финча нет ни в одной галактике.

«Чем больше мы узнаем о LFBOT, тем больше они нас удивляют», — сказал Клемс. «Теперь мы показали, что LFBOT могут возникать далеко от центров ближайших галактик, а местоположение Финча не соответствует тому, что мы ожидаем от любой сверхновой».

Zwicky Transient Facility, сверхширокоугольная наземная камера, которая сканирует все северное небо каждые два дня, впервые предупредила астрономов о «Зяблике» 10 апреля 2023 года. После его открытия исследователи инициировали заранее запланированные программы наблюдений, которые остаются в режиме ожидания, готовые быстро обратить свое внимание на любого потенциального кандидата LFBOT.

Спектроскопические измерения с использованием телескопа Gemini South в Чили показали, что температура Финча достигает 36 000 градусов по Фаренгейту. Телескоп «Джемини» также помог определить расстояние до Земли, что позволило рассчитать его светимость. Эти результаты, наряду с данными других обсерваторий, в том числе рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и наземного радиотелескопа Very Large Array Национального научного фонда, подтверждают, что взрыв действительно был низкочастотным небесным взрывом.

Одна из теорий состоит в том, что LFBOT могут быть результатом поглощения звезд черными дырами промежуточной массы (от 100 до 1000 солнечных масс). Высокое разрешение и инфракрасная чувствительность космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА в конечном итоге могут быть использованы для открытия того, что Финчер взорвался внутри шарового звездного скопления во внешнем гало одной из двух соседних галактик. Шаровые звездные скопления являются наиболее вероятными местами для обнаружения черных дыр промежуточной массы.

Чтобы объяснить необычное положение Финча, исследователи рассматривают возможность того, что оно является результатом столкновения двух нейтронных звезд, которые вдали от родительских галактик сближались друг с другом в течение миллиардов лет. В результате этого столкновения возникает килоновая звезда — взрыв в 1000 раз более мощный, чем обычная сверхновая. Однако одна очень умозрительная теория заключается в том, что если бы одна из нейтронных звезд была сильно намагничена (магнетар), она еще больше усилила бы мощность взрыва, сделав ее до 100 раз ярче, чем обычная сверхновая.

«Это открытие вызывает гораздо больше вопросов, чем ответов», — сказал Крисмус. «Нам нужно проделать больше работы, чтобы найти правильное объяснение среди множества возможных объяснений».

Поскольку астрономические переходные процессы могут произойти в любое время и в любом месте и относительно недолговечны с астрономической точки зрения, исследователям приходится полагаться на широкоугольные обзоры неба, которые постоянно отслеживают большие участки неба, чтобы обнаружить их и предупредить другие обсерватории, такие как Хаббл, о необходимости проведения последующих наблюдений.

Исследователи говорят, что для лучшего понимания этого явления необходимо больше образцов. Будущие телескопы для обзора всего неба, такие как наземная обсерватория Веры К. Рубин, возможно, смогут обнаружить еще больше явлений, в зависимости от астрофизики, стоящей за ними.