Kids

eso1644ru — Научный релиз

Сверхяркая космическая вспышка объясняется разрушением звезды вращающейся черной дырой

Телескопы ESO помогли по-новому интерпретировать гигантский космический взрыв

12 декабря 2016 г.

12 декабря 2016 г.
Исключительно яркая вспышка в удаленной галактике, получившая обозначение ASASSN-15lh, вначале считалась самой яркой из всех до сих пор наблюдавшихся сверхновых. Однако новые наблюдения, выполненные в нескольких обсерваториях, в том числе в ESO, заставили усомниться в правильности такой интерпретации. Группа астрономов предположила, что источником космического взрыва стало еще более редкое и экстремальное явление — разрушение вращающейся черной дырой звезды, подлетевшей к черной дыре слишком близко.

В 2015 году в ходе автоматического обозрения неба ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), целью которого является регистрация вспышек сверхновых, было отмечено событие под кодовым обозначением ASASSN-15lh. Эта вспышка была классифицирована как беспрецедентно яркая сверхновая , порожденная взрывом завершившей свою эволюцию звезды очень большой массы. Яркость вспышки вдвое перекрыла установленный до этих пор рекорд яркости сверхновых за всю историю их наблюдений. В момент наибольшего блеска объект излучал энергию, в 20 раз превосходящую весь световой поток Млечного Пути.

Недавно международная группа исследователей под руководством Гиоргоса Лелудаса (Giorgos Leloudas) из Вейцмановского института (Weizmann Institute of Science) в Израиле и Центра Темной Космологии (Dark Cosmology Centre) в Дании выполнила дополнительные наблюдения удаленной от Земли на 4 миллиарда световых лет галактики, в которой произошло это удивительное событие. В результате ученые предложили новое объяснение природы колоссальной вспышки.

Проанализировав наблюдения источника излучения в течение десяти месяцев после взрыва мы пришли к выводу, что он вряд ли является вспышкой яркой сверхновой. Наши результаты показывают, что это событие, вероятно, связано с быстровращающейся сверхмассивной черной дырой, которая разрушила звезду небольшой массы”, -- объясняет Лелудас .

Согласно этому сценарию, исключительно сильное гравитационное воздействие сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики, разорвало солнцеподобную звезду, оказавшуюся слишком близко. Таких событий, называемых приливным разрушением, до сих пор наблюдалось всего около десяти. В ходе приливного разрушения звезда буквально “превращается в спагетти”. Ударные волны в сталкивающихся фрагментах звезды и тепло, выделяющееся при аккреции, приводят к колоссальному выделению световой энергии, которое и выглядит как вспышка гигантской сверхновой, хотя при обычных условиях эта звезда никогда не превратилась бы в сверхновую: ее масса для этого недостаточна.

Новые выводы, сделанные исследователями, базируются на наблюдениях, выполненных на различных телескопах, как наземных, так и космических, в том числе на Очень Большом Телескопе в обсерватории ESO на горе Параналь, на Телескопе Новой Технологии NTT в обсерватории ESO Ла Силья и на Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA [1]. На телескопе NTT наблюдения были выполнены в рамках обозрения PESSTO (Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects).

Имеется несколько независимых наблюдательных доказательств того, что это событие было именно приливным разрушением, а не вспышкой яркой сверхновой”, -- говорит соавтор работы Морган Фрейзер (Morgan Fraser) из Кембриджского университета в Великобритании (сейчас он работает в Университетском колледже Дублина в Ирландии).

В частности, данные наблюдений свидетельствуют о том, что за десять месяцев, прошедших после вспышки, событие прошло через три различных фазы, которые значительно лучше соответствуют модели приливного разрушения, чем тому, что должно происходить при сверхяркой вспышке сверхновой. Сходство с моделью сверхновой еще сильнее уменьшается, если принять во внимание наблюдавшееся повторное повышение блеска в ультрафиолете и рост температуры. Наконец, в красной, массивной и малоактивной галактике, в которой произошла вспышка, появление исключительно яркой сверхновой выглядело бы очень странно -- они, как правило, вспыхивают в голубых карликовых галактиках с активным звездообразованием.

Хотя исследователи, исходя из всего этого, считают крайне маловероятным, что наблюдаемая вспышка объясняется взрывом сверхновой, они признают, что и классическое приливное разрушение тоже не дает адекватного объяснения данного события. Член группы Николас Стоун (Nicholas Stone) из Колумбийского университета в США считает: “Модель приливного разрушения, которую мы предлагаем, не будет в данном случае работать, если мы рассматриваем невращающуюся сверхмассивную черную дыру. Поэтому мы считаем, что событие ASASSN-15lh было приливным разрушением, вызванным очень необычным видом черной дыры”.

Масса галактики, в которой произошла вспышка, позволяет оценить массу сверхмассивной черной дыры в ее центре как минимум в 100 миллионов солнечных масс. А черная дыра такой массы не могла бы разрушать звезды вне своего горизонта событий — границы, внутри которой ничто не может преодолеть гравитационного притяжения черный дыры и вырваться наружу. Однако, если черная дыра относится к особому типу быстровращающихся, так называемых керровских черных дыр, ситуация меняется и это ограничение более неприменимо.

Даже собрав воедино все полученные наблюдательные данные, мы не можем со стопроцентной уверенностью утверждать, что событие ASASSN-15lh было актом приливного разрушения”, -- заключает Лелудас. “И все же это предположение выглядит определенно предпочтительным по сравнению с остальными”.

Примечания

[1] Наряду с данными, полученными на Очень Большом Телескопе ESO, Телескопе Новой Технологии и Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA, группа воспользовалась результатами наблюдений на телескопе Свифта NASA, Глобальном телескопе обсерватории Лас Кумбрес (LCOGT), Австралийской Компактной Решеткемиссии ESA XMM-Newton, широкоугольном спектрографе WiFeS и телескопе Магеллана.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “The Superluminous Transient ASASSN-15lh as a Tidal Disruption Event from a Kerr Black Hole”, G. Leloudas и др., которая публикуется в новом журнале Nature Astronomy.

Состав исследовательской группы: G. Leloudas (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel; Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), M. Fraser (University of Cambridge, Cambridge, UK), N. C. Stone (Columbia University, New York, USA), S. van Velzen (The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), P. G. Jonker (Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, the Netherlands; Radboud University Nijmegen, Nijmegen, the Netherlands), I. Arcavi (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California, Santa Barbara, USA), C. Fremling (Stockholm University, Stockholm, Sweden), J. R. Maund (University of Sheffield, Sheffield, UK), S. J. Smartt (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), T. Krühler (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Germany), J. C. A. Miller-Jones (ICRAR - Curtin University, Perth, Australia), P. M. Vreeswijk (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), A. Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), P. A. Mazzali (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK; Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching b. München, Germany), A. De Cia (European Southern Observatory, Garching b. München, Germany), D. A. Howell (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), C. Inserra (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), F. Patat (European Southern Observatory, Garching b. München, Germany), A. de Ugarte Postigo (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spain; Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), O. Yaron (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), C. Ashall (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), I. Bar (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), H. Campbell (University of Cambridge, Cambridge, UK; University of Surrey, Guildford, UK), T.-W. Chen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Germany), M. Childress (University of Southampton, Southampton, UK), N. Elias-Rosa (Osservatoria Astronomico di Padova, Padova, Italy), J. Harmanen (University of Turku, Piikkiö, Finland), G. Hosseinzadeh (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), J. Johansson (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), T. Kangas (University of Turku, Piikkiö, Finland), E. Kankare (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), S. Kim (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), H. Kuncarayakti (Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile; Universidad de Chile, Santiago, Chile), J. Lyman (University of Warwick, Coventry, UK), M. R. Magee (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), K. Maguire (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), D. Malesani (University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark; DTU Space, Denmark), S. Mattila (University of Turku, Piikkiö, Finland; Finnish Centre for Astronomy with ESO (FINCA), University of Turku, Piikkiö, Finland; University of Cambridge, Cambridge, UK), C. V. McCully (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), M. Nicholl (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), S. Prentice (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), C. Romero-Cañizales (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), S. Schulze (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), K. W. Smith (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), J. Sollerman (Stockholm University, Stockholm, Sweden), M. Sullivan (University of Southampton, Southampton, UK), B. E. Tucker (Australian National University, Canberra, Australia; ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO), Australia), S. Valenti (University of California, Davis, USA), J. C. Wheeler (University of Texas at Austin, Austin, USA), и D. R. Young (Queen’s University Belfast, Belfast, UK).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +78123637207
Сотовый: +78123637207
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Giorgos Leloudas
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Телефон: +972 89346511
Email: giorgos@dark-cosmology.dk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1644.

О релизе

Релиз №:eso1644ru
Название:Black hole
Тип:Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:New Technology Telescope, Very Large Telescope
Science data:2016NatAs...1E...2L

Изображения

Звезда вблизи сверхмассивной черной дыры (взгляд художника)
Звезда вблизи сверхмассивной черной дыры (взгляд художника)
Сверхмассивная черная дыра и разорванная на части звезда (в представлении художника)
Сверхмассивная черная дыра и разорванная на части звезда (в представлении художника)

Видео

Вращающаяся сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части (взгляд художника)
Вращающаяся сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части (взгляд художника)
Сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части (моделирование)
Сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части (моделирование)

Также смотрите наши