В отдаленной галактике зарегистрирован радиоисточник, чья яркость увеличилась в 20 раз всего за несколько месяцев и сохраняется на высоком уровне более трех лет. Исследования указывают на то, что это может быть либо остаточное свечение после гамма-всплеска, когда звезда лишилась своей планетной системы, либо необычайное событие – разорванная черной дырой звезда промежуточной массы. Оба эти явления крайне редки и имеют большое значение для изучения малоизученных космических катаклизмов.
В последние годы радиотранзиенты — радиоимпульсы — внезапные и интенсивные вспышки в радиодиапазоне — превратились в одно из самых динамично развивающихся направлений в астрофизике. До недавнего времени космические катаклизмы, такие как гамма-всплески, сверхновые и разрушение звезд приливным взаимодействием, обычно обнаруживались по излучению в гамма- или рентгеновском диапазоне. Но эти сигналы могут быть заблокированы газопылевыми облаками или исходить не в направлении Земли.
Радиоизлучение формируется в процессе столкновения вещества, выброшенного при взрыве, с окружающим газом на большой скорости. Это излучение обладает способностью проникать сквозь пыль и слабо поглощается ею, благодаря чему оно хорошо обнаруживается радиотелескопами.
В ходе данного исследования ученые обнаружили объект, обозначенный как ASKAP J0055-2558. Он впервые был зафиксирован в данных, полученных в 2022 году, и оказался как минимум в 20 раз превосходящим по яркости установленный ранее предел обнаружения за 250 дней. С момента регистрации интенсивность излучения этого объекта постепенно снижается, однако он остается различимым уже более тысячи дней.
Анализ частот в диапазоне от 0,4 до 9 гигагерц выявил характерный пик в спектре, который является подтверждением наличия синхротронного излучения – интенсивного электромагнитного излучения, генерируемого частицами, обладающими релятивистской скоростью. Это излучение формируется при движении электронов, разгоняемых до скоростей, близких к скорости света, в магнитном поле. Полученные данные исследователи опубликовали на сервере препринтов Корнеллского университета.
Замечено, что источник расположен в том же месте, что и небольшая галактика, характеризующаяся интенсивным формированием звёзд, на расстоянии приблизительно 540 миллионов световых лет. Его максимальная яркость в радиодиапазоне значительно превышает показатели всех ранее зарегистрированных сверхновых. Однако вспышки не были зафиксированы ни в оптическом, ни в инфракрасном диапазонах. Кроме того, попытки обнаружения периодического сигнала не принесли результатов, что исключает возможность наличия нейтронной звезды или пульсара.
Изучение формы спектра и изменений, происходящих с ним со временем, дало возможность определить физические характеристики источника. Было установлено, что максимум излучения постепенно перемещается в область меньших частот, что характерно для расширяющейся ударной волны. Распределение энергии электронов соответствовало типичным параметрам для релятивистских струй, а скорость затухания на высоких частотах была схожа с поздними этапами гамма-всплесков.
Существует два основных объяснения. Первое из них связано с «осиротевшим» послесвечением гамма-всплеска: если бы его узкий поток был направлен не в сторону Земли, мы бы не зафиксировали яркую вспышку. Но со временем, по мере затухания джета, радиоизлучение становится заметным. Альтернативное объяснение – разрыв звезды гипотетической черной дырой промежуточной массы, расположенной вне галактического центра. Следует отметить, что поиск таких космических «монстров» активно ведется, о чем сообщает Naked Science рассказывал ранее.
Встречаемость обоих сценариев исключительно мала: радиосигналы, предположительно связанные с «осиротевшими» всплесками, зафиксированы лишь в редких случаях, а разрушение светил приливными силами за пределами активных ядер галактик наблюдается крайне незначительно.
В связи с этим, исследователи возлагают надежды на ASKAP J0055-2558, полагая, что он способен предоставить информацию о количестве невидимых гамма-всплесков или помочь в изучении промежуточных черных дыр. Дополнительные наблюдения могут внести ясность в эту ситуацию. Анализ последующего затухания и изменений в спектре позволит более точно определить характеристики объекта.