Некоторые крупные звезды, умирая, создают яркие кратковременные вспышки в оптическом и других диапазонах. Ученые связали их возникновение с особенностями движения джетов — узких потоков релятивистских частиц, которые уносят с собой куски гибнущей звезды.
Моделирование показало, как джеты уносят с собой «коконы» вещества / ©Ore Gottlieb, Northwestern University
Многие события, которые телескопы замечают в далеком космосе, остаются загадкой. Так, время от времени инструменты фиксируют появление кратковременных синих оптических транзиентов (Fast Blue Optical Transients, FBOTs) — очень мощных вспышек оптического излучения, всего за несколько дней достигающих пиковой яркости и начинающих испускать в радиоволнах и рентгене, а затем так же быстро спадающих. Самым известным из FBOTs стал транзиент AT2018cow, который был зарегистрирован в 2018 году и получил неофициальное прозвище «Корова» (Cow).
Природа FBOTs остается загадкой, хотя понятно, что они связаны с гибелью массивных звезд и, возможно, образованием из их останков черных дыр или нейтронных звезд. Новую гипотезу для объяснения таких событий выдвинули Оре Готлиб (Ore Gottlieb) и его коллеги из американского Северо-Западного университета, статья которых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Когда достаточно массивная звезда умирает, а ее внешние слои коллапсируют, из недр выбрасываются джеты — узкие потоки излучения и частиц, разогнанных до околосветовых скоростей. Вылетая прочь, они могут создавать мощные гамма-всплески, охватывающие практически весь спектр. Однако FBOT происходят лишь на определенных длинах волн. Согласно модели, предложенной Готлибом и его соавторами, они возникают, если звезда слишком велика, а энергии джета недостаточно, чтобы пробиться сквозь самые верхние, богатые водородом слои.
Узкий поток вытягивает часть этого вещества, унося прочь раскаленный «кокон» материи, который, быстро остывая, начинает ярко излучать в оптическом диапазоне. Двигаясь дальше, этот «кокон» сталкивается с окружающим веществом и излучает в радиоволнах. А когда он расширится достаточно, открывается образовавшаяся на месте звезды черная дыра и становится видимым ее рентгеновское излучение, завершая типичную картину FBOT.
«Это совершенно новый класс транзиентов, и мы знаем о них еще недостаточно, — говорит Готлиб. — Нужны новые наблюдения, особенно на ранних этапах их эволюции, чтобы лучше понять эти вспышки. Однако наша модель находит параллели между взрывами сверхновых [II типа — коллапсом старых массивных звезд с образованием черной дыры или нейтронной звезды], гамма-всплесками и FBOTs — и, по-моему, весьма элегантно».
