Світні швидкі сині оптичні транзієнти (Luminous fast blue optical transients, LFBOT) — це одні з найяскравіших і найшвидших вибухів у Всесвіті, але їх походження до кінця не зрозуміле. Нове дослідження докладніше розглянуло галактики, в яких відбуваються такі спалахи, пропонуючи дві важливі підказки щодо їхньої природи. Статтю, в якій викладено результати дослідження, завантажено на сервер препринтів arXiv 24 березня поточного року.
LFBOT називають коровоподібними подіями (cow-like events), на честь першого представника цього класу — AT2018cow — відкритого у 2018 році. Це дуже яскраві вибухи, блиск яких досягає піку протягом тижня та падає до половини свого пікового значення наступного тижня. Їхня пікова яскравість зазвичай перевищує 1043 ерг за секунду на оптичних довжинах хвиль. Це можна порівняти з яскравістю надпотужних наднових, яким потрібно від кількох тижнів до місяців, щоб досягти піку, і які зазвичай у 10—100 разів яскравіші за звичайні наднові.
Ба більше, криву блиску LFBOT — графік, який показує зміни їхньої яскравості з часом — не можна пояснити розпадом нікелю-56, що є поширеним джерелом енергії для нормальних наднових та наднових з колапсом ядра. Існує кілька теорій походження світних швидких синіх оптичних транзієнтів; однак, єдиної думки немає.
Про можливу природу світних швидких синіх оптичних транзієнтів йдеться у відеоролику «Яскраві блакитні космічні спалахи — вже не таємниця?», який вміщено на ютуб-каналі «Наше небо».
Заглядаючи в їхні галактичні домівки
У новому дослідженні Аня Ньюджент (Anya Nugent) з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики та її наукова група дослідили галактики, в яких сталися 11 таких швидких вибухів. Науковці уважно вивчили, де відбуваються вибухи в межах їхніх галактик, як близько вони розташовані до ділянок активного зореутворення та які типи зоряних популяцій їх оточують.
Для цього дослідники змоделювали фізичні властивості, такі як сукупна маса зір, швидкість зореутворення та хімічний склад, щоб ці характеристики відповідали видимому світлу від галактики. Це дало змогу відтворити основні середовища, в яких виникають ці загадкові LFBOT.
Потім наукова група порівняла змодельовані умови навколишнього середовища LFBOT з умовами інших добре вивчених вибухів в астрофізиці, зокрема різні типи наднових, довгі гамма-спалахи та надсвітні (потужні — Ред.) наднові.
Виявилося: такі материнські галактики активно формують зорі, тобто показують ознаки нещодавньої активності. Однак вони менш екстремальні, ніж галактики, що містять надсвітні наднові, та активніші, ніж ті, що містять багато наднових. Хімічно вони менш збагачені важкими елементами, ніж галактики, що містять наднові, але більш багаті на метали, ніж галактики, що містять довгі гамма-спалахи або надсвітні наднові.
Цікаво, що на відміну від багатьох зоряних вибухів, що трапляються в яскравих ділянках зореутворення, значна кількість LFBOT, як було виявлено, відбувається далеко від цих ділянок, іноді на слабких околицях їхніх галактик.
Закріплення результатів
Разом ці підказки дали змогу дослідникам відхилити сценарії появи LFBOT, пов’язані з центрами галактик. Зокрема знищення зір поблизу чорних дір через припливи. Також встановлено менше підтверджень для інших ідей, таких як наднові, що живляться від магнетарів, або невдалі наднові.
Тому науковці пропонують незвичайний сценарій, що відповідає всім вимогам. Він передбачає злиття компактного об’єкта, такого як нейтронна зоря або чорна діра, з масивною зорею Вольфа—Райє. Подвійна система, яка, ймовірно, виникла в ділянці зореутворення, отримує «поштовх з початком події», коли компактний об’єкт виникає через наднову. Цей поштовх може віднести систему від місця її формування, далеко від ділянки зореутворення, де два об’єкти зрештою зливаються, утворюючи LFBOT.
«Ми наголошуємо, що поточна вибірка LFBOT досить мала; отже, наші висновки слід розглядати як попередню основу для майбутніх досліджень популяції», — написали дослідники в статті.
Згідно з очікуваннями, обсерваторія Віри К. Рубін буде виявляти сотні таких подій щороку. Така велика популяція може допомогти астрономам визначити походження цих загадкових вибухів.
За інф. з сайту https://phys.org
