Астрономы заметили гамма-всплеск от столкновения звезд возле черной дыры

Гамма-всплески создают ярчайшие выбросы излучения, начиная от самого жесткого и заканчивая радиоволнами. Вырываясь узкими потоками (джетами), они видны даже в очень отдаленных галактиках. Короткие гамма-всплески длятся не более пары секунд и создаются взрывами сверхновых. Гораздо чаще попадаются длинные, продолжительностью до нескольких часов, которые связывают со слияниями нейтронных звезд и черных дыр. В новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, представлен еще один сценарий возникновения гамма-всплеска: столкновение звезд в окрестностях сверхмассивной черной дыры.

Эндрю Леван (Andrew Levan) из нидерландского Университета Неймегена и его коллеги рассмотрели гамма-всплеск GRB 191019A, который был зарегистрирован в 2019 году в галактике, расположенной в 3,4 миллиарда световых лет от нас. Событие продолжалось больше минуты, указывая на вспышку сверхновой. Однако дополнительные наблюдения, проведенные в том числе с использованием телескопов Gemini и Hubble, никаких признаков такого взрыва не обнаружили. Да и сама галактика мало подходила для него: сверхновыми гибнут массивные, короткоживущие звезды, характерные для молодых галактик. Эта же была исключительно старой и наполненной лишь остатками бывших сверхновых — нейтронными звездами и черными дырами.

Гамма-всплеск зарегистрировали неподалеку от сверхмассивной черной дыры в центре галактики, на расстоянии всего около сотни световых лет от нее. В этой области нейтронных звезд и черных дыр должно быть особенно много. Поэтому ученые связали вспышку именно с их столкновением. До сих пор считалось, что возникновением гамма-всплеска заканчивается долгая совместная жизнь пары звезд, которые коллапсировали в нейтронные, а затем, постепенно сближаясь, слились вместе. Однако GRB 191019A показывает, что нейтронные звезды могли сформироваться независимо друг от друга и лишь затем сойтись, притянутые гравитацией сверхмассивной черной дыры.

«Это событие противоречит всем нашим ожиданиям от коротких и длинных гамма-всплесков. Длинные всплески до сих пор никогда не обнаруживали в таких древних и мертвых галактиках, а короткие, связанные со слияниями, — в галактических ядрах. Подобная находка в центре старой, спокойной галактики показывает на новый вариант образования двойных систем, который прежде наблюдался очень редко», — сказала Аня Ньюджент (Anya Nugent), одна из авторов работы. Ученые предполагают, что такие события могут происходить в густонаселенных окрестностях сверхмассивных черных дыр довольно часто. Возможно, новые наблюдения дадут дополнительные примеры этих слияний.