Яскраві швидкі сині оптичні транзиенты (ЛБСОТ, або lfbot) відносяться до числа найзагадковіших явищ в сучасній астрономії. Ці інтенсивні вибухи синього кольору з’являються раптово, досягають піку яскравості за кілька днів і настільки ж стрімко згасають. З моменту першого виявлення в 2018 році було зафіксовано лише 14 подібних подій, що залишило питання про їх походження без відповіді.
Нове дослідження, очолюване Анною Наджент з центру астрофізики Гарвардського університету (CfA), пропонує однозначну відповідь: ЛБСОТ, ймовірно, виникають внаслідок зіткнення компактного залишку зірки — наприклад, чорної діри або нейтронної зірки — із зіркою Вольфа — Райє, однією з найгарячіших і наймасовіших КЛАСІВ зірок у Всесвіті.
Чому ЛБСОТ не вкладаються в стандартні моделі
Астрономи вже давно намагаються класифікувати ЛБСОТ, оскільки вони не підходять ні під одну з існуючих категорій космічних вибухів. Раніше в цій галузі домінували дві основні теорії:
- ** Наднові типу колапсу ядра: * * загибель масивних зірок, яка зазвичай відбувається в щільних і масивних галактиках.
- ** Події припливного руйнування (TDE):** випадки, коли надмасивні чорні діри розривають зірки, що проходять повз; такі явища зазвичай спостерігаються в центрах галактик.
Однак спостережні дані суперечать обом моделям. ЛБСОТ виникають в умовах, які не відповідають ні щільним «зоряним яслам», типовим для наднових, ні центральним областям, пов’язаним з приливним руйнуванням. Більше того, їх криві світла — графік зміни яскравості з часом — відрізняються незвичайною швидкістю та стабільно синім кольором, що вказує на екстремальні температури, що зберігаються протягом усієї події.
“Оскільки ЛБСОТ вкрай рідкісні, а властивості їх кривих блиску істотно відрізняються від багатьох інших транзієнтів, складно визначити, які їх попередники, — зазначила Ньюджент. – Очевидно, вони являють собою унікальні астрофізичні явища, але питання про те, що саме це таке, залишалося відкритим».
Гіпотеза про злиття із зіркою Вольфа-Райє
Нова модель передбачає конкретний шлях еволюції подвійної зоряної системи, який пояснює як природу вибуху, так і його розташування. Цей процес розгортається в кілька ключових етапів:
-
-
- Формування подвійної системи: * * все починається з двох масивних зірок, що обертаються по близькій орбіті.
-
-
-
- Передача маси: * * Одна зірка («канібал») скидає зовнішній водневий шар своєї компаньйонки («донора»). В результаті донор перетворюється в * * зірку Вольфа-Райе * * – гаряче, багате гелієм ядро.
-
-
-
- Наднова і» віддача”:** Людоїдна зірка врешті-решт руйнується в наднову, утворюючи чорну діру або нейтронну зірку. Це насильницьке колапсування часто надає системі» віддачу ” швидкості, виштовхуючи всю подвійну систему з щільної зони утворення зірок, де вона народилася.
-
-
-
- Зіткнення: * * протягом сотень або тисяч років компактний об’єкт закручується по спіралі всередину і зливається з ядром зірки Вольфа — Райє. Це злиття вивільняє величезний викид енергії, створюючи яскраву синю спалах, що спостерігається як ЛБСОТ.
-
Ця модель елегантно вирішує кілька спостережних головоломок. Вона пояснює, чому ЛБСОТ знаходяться в менш масивних галактиках з активним утворенням зірок, а не в щільних галактичних ядрах. Крім того, вона враховує наявність щільного навколозоряного матеріалу, що оточує ці події, — це уламки, викинуті на більш ранньому етапі життя подвійної системи, коли відбувався зрив зовнішніх шарів.
Вирішення парадоксу навколишнього середовища
Ключовою перевагою моделі злиття є її здатність пояснити просторовий розподіл ЛБСОТ. На відміну від наднових типу колапсу ядра, які тісно згруповані в регіонах зореутворення, ЛБСОТ часто виявляються зміщеними від центрів своїх галактик-господарів.
Наджент пояснює, що» віддача”, отримана під час початкової події наднової, виштовхує подвійну систему в більш розріджені області галактики. До моменту фінального злиття система виявляється ізольованою, далеко від місця свого народження. Цей рух відрізняє ЛБСОТ від подій припливного руйнування, прив’язаних до центрів галактик, і стандартних наднових, які залишаються поруч зі своїми «зоряними яслами».
Майбутні відкриття обсерваторії Рубіна
Хоча модель злиття із зіркою Вольфа-Райє добре відповідає поточним даним, вибірка відомих ЛБСОТ все ще занадто мала для статистичної достовірності. Наступний прорив очікується від * * обсерваторії віри Ц. Рубін**, яка розпочала свою десятирічну програму «Спадщина: простір і час» (lsst).
Широкопольні камери обсерваторії Рубін дозволять виявляти більш тьмяні лоби на великих космологічних відстанях. Цей потік даних дозволить астрономам:
- Сформувати більшу вибірку для надійного статистичного аналізу.
- Відстежити, як частота і природа ЛБСОТ змінювалися протягом космічної історії.
- Підтвердити, чи діє модель бінарного злиття в різні епохи розвитку Всесвіту.
Укладення
Гіпотеза про те, що ЛБСОТ є результатом зіткнення чорних дір або нейтронних зірок із зірками Вольфа — Райє, пропонує переконливе пояснення їх унікальної швидкості, кольору та розташування. У міру введення в дію обсерваторій нового покоління, таких як Обсерваторія Рубіна, ці рідкісні космічні зіткнення, можливо, нарешті перейдуть з розряду загадок в загальноприйняте розуміння, відкриваючи нові горизонти у вивченні насильницьких фіналів еволюції масивних подвійних зоряних систем.
