|
Черная дыра, разрывающая на части белого карлика
|
|
|
|
2 июля 2025 года космический телескоп Einstein Probe (EP) под руководством Китая обнаружил исключительно яркий источник рентгеновского излучения, яркость которого быстро менялась во время обычного обзора неба. Его необычный сигнал сразу же выделил его среди обычных космических источников, вызвав быстрые последующие наблюдения с помощью телескопов по всему миру.
|
|
|
|
Изучение этого события координировалось Научным центром EP Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук (NAOC) при участии многочисленных исследовательских институтов в Китае и за рубежом. Астрофизики из физического факультета Гонконгского университета (HKU), которые являются неотъемлемыми членами научной команды EP, работали вместе с более широкой коллаборацией над интерпретацией этого события, предположив, что оно может означать момент, когда черная дыра средней массы разрывается на части и поглощает звезду-белого карлика.
|
|
|
|
Если это подтвердится, это будет первое наблюдательное свидетельство такого экстремального процесса "питания" черной дыры. Результаты были опубликованы в виде статьи на обложке журнала Science Bulletin.
|
|
|
|
Это открытие стало возможным благодаря двум уникальным и дополняющим друг друга рентгеновским приборам EP. Во время обычного обзора неба 2 июля 2025 года широкоугольный рентгеновский телескоп (WXT), который использует усовершенствованную оптику с микропористой оптикой "глаз лобстера" и обеспечивает обширное поле зрения с высокой чувствительностью, обнаружил временный источник рентгеновского излучения, проявляющий сильную изменчивость, позже обозначенный как EP250702a (также известен как GRB 250702B). Почти в то же время космический гамма-телескоп НАСА "Ферми" зафиксировал серию гамма-всплесков в том же районе неба.
|
|
|
|
|
|
|
Значимость события стала ясна только после того, как ученые изучили более ранние наблюдения WXT. Телескоп уже зафиксировал постоянное рентгеновское излучение из точного местоположения примерно за день до появления гамма-всплесков - последовательности, редко наблюдаемой при космических взрывах высокой энергии. Примерно через 15 часов после первоначального сигнала источник разразился серией интенсивных рентгеновских вспышек, достигнув максимальной светимости около 3 ? 10?? эрг с-1, что сделало его одним из самых ярких мгновенных вспышек, когда?либо наблюдавшихся во Вселенной.
|
|
|
|
"Этот ранний рентгеновский сигнал имеет решающее значение", - сказал доктор Донгью Ли, первый автор статьи из Национальной астрономической обсерватории Китая. "Это говорит о том, что это был не обычный гамма-всплеск".
|
|
|
|
Благодаря точным координатам, предоставленным WXT, несколько крупных телескопов по всему миру быстро подключились к наблюдению, успешно определив небесный объект на нескольких длинах волн и подтвердив его местоположение на окраине далекой галактики. Впоследствии на смену ему пришел другой инструмент EP — рентгеновский телескоп Follow-up (FXT), который отслеживал драматическую эволюцию источника. Примерно за 20 дней его яркость снизилась более чем в сто тысяч раз, в то время как его рентгеновское излучение перешло из высокоэнергетического ("жесткого") в низкоэнергетическое ("мягкое") состояние.
|
|
|
|
Объединив данные EP с последующими наблюдениями по всему электромагнитному спектру, ученые обнаружили, что EP250702a демонстрирует ряд необычных особенностей, которые существующие модели не могут полностью объяснить. Ее рентгеновское излучение появилось до гамма-всплеска, было необычайно ярким, развивалось в удивительно быстром временном интервале и происходило на окраинах галактики-хозяина, а не в ее центре — картина, редко наблюдаемая в известных космических событиях высокой энергии. Среди множества рассмотренных теоретических сценариев, наконец, выделилось одно объяснение: черная дыра средней массы разрывает на части звезду-белого карлика.
|
|
Астрофизики оказывают ключевую поддержку модели
|
|
|
|
Команда HKU сыграла важную роль в интерпретации данных и теоретическом моделировании, что привело к выявлению лежащего в основе этого явления физического механизма. Команда профессора Лисинь Дая из физического факультета и Гонконгского института астрономии и астрофизики (HKIAA) при HKU представила важнейшее теоретическое заключение, которое привело к сосредоточению внимания на этой модели. Как пояснила соавтор исследования, "модель белого карлика - черной дыры средней массы – может наиболее естественным образом объяснить ее быструю эволюцию и экстремальный выброс энергии".
|
|
|
|
Доктор Цзиньхун Чен, соавтор статьи и научный сотрудник физического факультета ХГУ, провел углубленное численное моделирование для анализа модели. "Наше компьютерное моделирование показывает, что сочетание приливных сил черной дыры средней массы в сочетании с экстремальной плотностью белого карлика может привести к образованию реактивных энергий и временным масштабам эволюции, которые в значительной степени согласуются с данными наблюдений", - сказал он.
|
|
|
|
Профессор Бинг Чжан, директор HKIAA в HKU и соавтор статьи, заявил: "Гонконг обладает интернациональным видением исследований и техническим опытом в области астрономии. Активное участие команды HKU и ее вклад в это важное открытие в полной мере демонстрируют уникальную ценность и важнейшую роль научно-исследовательских возможностей Гонконга на переднем крае глобальных научных исследований".
|
|
|
|
Профессор Дай добавил: "Активное обсуждение между международными командами, каждая из которых представила свои конкурирующие модели для объяснения этого события, - это именно то, что подчеркивает его огромную научную ценность".
|
|
|
|
"Миссия зонда "Эйнштейн" состоит в том, чтобы фиксировать непредсказуемые и экстремальные переходные явления во Вселенной", - сказал профессор Веймин Юань из Национальной астрономической обсерватории Китая, главный научный сотрудник миссии "Эйнштейн зонд". "Открытие EP250702a в полной мере демонстрирует нашу способность первыми запечатлеть самые экстремальные моменты во Вселенной и еще раз подтверждает способность Китая вносить решающий вклад в международные астрономические исследования".
|
|
|
|
Если это событие в конечном счете подтвердится, оно станет первым четким, прямым свидетельством того, что черная дыра средней массы разрывает на части белого карлика и образует релятивистскую струю. Такое открытие помогло бы пролить свет на давно исчезнувшую популяцию черных дыр средней массы и открыло бы новые возможности для изучения роста черных дыр, конечной судьбы компактных звезд и зарождающейся области астрономии с несколькими мессенджерами.
|
|
|
|
Источник
|
