Судьба большинства звезд определяется с момента их образования: масса указывает на способ смерти. Некоторые взрываются, порождая интенсивные потоки излучения. Другие сталкиваются и сливаются, особенно в плотных скоплениях или около сверхмассивных черных дыр.
Группа исследователей, работавшая с телескопом Gemini South Международной обсерватории Gemini Observatory под управлением NOIRLab, изучала мощный всплеск гамма-лучей (GRB). В отличие от большинства GRB, вызванных взрывом массивных звезд или случайным слиянием нейтронных звезд, астрономы пришли к выводу, что этот GRB возник в результате столкновения звезд или звездных остатков в переполненной среде вокруг сверхмассивной черной дыры в центре древней галактики.
Новые данные свидетельствуют о том, что звёзды могут завершать свой жизненный цикл в самых плотных областях Вселенной, где вероятна встреча с другими объектами.
Результаты обладают большой важностью для понимания процесса смерти звёзд и ответа на другие вопросы. К примеру, какие неожиданные источники способны генерировать гравитационные волны, которые регистрируются на Земле.
GRB с неоднозначным происхождением
19 октября 2019 года обсерватория NASA Neil Gehrels Swift зафиксировала яркий GRB, продолжавшийся чуть больше минуты. Взрывы такого типа, длительность которых свыше двух секунд, называют «длинными GRB». Такие взрывы обычно связаны со смертью звезд, масса которых минимум в 10 раз превосходит массу Солнца, хотя не всегда.
Исследователи провели долгосрочные наблюдения за остаточным свечением этого GRB с помощью телескопа Gemini South, чтобы выяснить его происхождение. Наблюдения позволили астрономам точно определить местонахождение GRB в области, которая находится менее чем в 100 световых годах от ядра древней галактики, очень близко к центральной сверхмассивной черной дыре.
Не было признаков сверхновой, соответствующей GRB. Взрыв, скорее всего, вызван столкновением каких-то объектов, например, слиянием нейтронных звезд или черных дыр.
Радиальные потоки звездных газов и пыли, которые притоком питают червоточины.
Ядра древних галактик необычны: там может быть миллион или более звезд, расположенных в области нескольких световых лет. Место кипит звездами и собранием сверхплотных звездных остатков, таких как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.
Высокая плотность населения может приводить к столкновениям звезд, особенно под воздействием гравитации сверхмассивной черной дыры, которая нарушает их движение и направляет в случайном порядке. В результате траектории звезд пересекутся, что вызовет их слияние и мощный взрыв, который будет заметен с огромных расстояний.
Астрономы давно полагали, что в турбулентном улье активности, окружающем сверхмассивную черную дыру, столкновение двух звездных объектов с образованием GRB — лишь вопрос времени. Доказательства такого типа слияния всегда были неуловимы. По крайней мере, до настоящего момента.
Что если это не единичный случай?
Подобные события возможно происходят регулярно в переполненных регионах Вселенной, но остаются незамеченными из-за большого количества пыли и газа в центрах галактик, которые затемняют начальную вспышку GRB и дальнейшее свечение.
Возможно, данный вспышка гамма-излучения, обозначаемая как GRB 191019A, стала редким исключением. Благодаря этому исключению астрономы смогли зарегистрировать взрыв и проанализировать его следствия.
Теперь исследователи стремятся получить более подробную информацию о подобных событиях. Их надежда – связать обнаружение GRB с соответствующим обнаружением гравитационных волн. Это позволит глубже понять их природу и подтвердить происхождение даже в наиболее запыленных средах.
Обсерватория Vera C. Rubin Observatory принесет большую пользу исследователям с 2025 года, помогая глубже понять динамические процессы во Вселенной.