Прояснено происхождение мощнейшей вспышки в созвездии Дракона

Первым интенсивный и необычный источник высокоэнергетических частиц в созвездии Дракона заметил американский спутник Swift. «Хотите верьте, хотите нет, но рентгеновское излучение по-прежнему регистрируется, и источник остаётся настолько сильным, что зонд, скорее всего, сможет наблюдать его и в будущем году», — говорит Дэвид Бёрроуз из Университета штата Пенсильвания (США), ответственный за рентгеновский телескоп, установленный на борту аппарата.

Астрономы выяснили, что источник, названный Swift J1644+57, является результатом поистине выдающегося события — пробуждения чёрной дыры, дремавшей в далёкой галактике, которое выразилось в измельчении и поглощении звезды. Этот инцидент случился примерно 3,9 млрд лет назад.

Г-н Бёрроуз и его коллеги собрали данные наблюдений рентгеновского и гамма-излучения, выполненных не только орбитальной обсерваторией Swift, но и японским инструментом MAXI, установленным на борту Международной космической станции.

Второе исследование возглавляла Эшли Зодерер из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (США). Она и её коллеги сконцентрировались на результатах наблюдений с поверхности Земли.

Изменения яркости GRB 110328A, зарегистрированные обсерваторией Swift в диапазоне энергий 0,3–10 кэВ (иллюстрация НАСА / Swift / Penn State / J. Kennea).

Большинство галактик, включая нашу собственную, обладают чёрными дырами, масса которых в миллионы раз превышает солнечную. По данным обоих исследований, объект Swift J1644+57 в два раза тяжелее нашей чёрной дыры, масса которой превышает солнечную в 4 млн раз.

«Падая» в чёрную дыру, звезда разрывается чудовищными приливными силами. Газ собирается в диск, вращающийся вокруг чёрной дыры, и быстро разогревается до нескольких миллионов градусов. Газ, находящийся во внутренней части диска, устремляется непосредственно в чёрную дыру. Однако мощное магнитное поле вблизи горизонта событий создаёт высокополяризованные магнитные каналы и выталкивает некоторые частицы прочь. Вдоль оси вращения чёрной дыры формируются джеты, скорость которых превышает 90% скорости света. Один из них оказался направлен в сторону Земли. «Радиоизлучение происходит, когда исходящий джет попадает в межзвёздную среду, — поясняет г-жа Зодерер. — Напротив, рентгеновское излучение возникает гораздо ближе к чёрной дыре, где-то в районе основания струи».

Теоретические исследования разорванных приливными силами звёзд предполагают, что такие объекты должны казаться нам вспышками в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. При первом обнаружении (это случилось 28 марта) вспышку сначала приняли за всплеск гамма-излучения — довольно обыденный сигнал о том, что где-то когда-то скончалась массивная звезда и родилась чёрная дыра. Однако эмиссия становилась всё ярче, и это заставило астрономов предположить, что они стали свидетелем далёкой трапезы.

К 30 марта наблюдения с помощью американского радиотелескопа «Расширенный сверхбольшой массив» показали «светлеющий» радиоисточник в центре тусклой галактики рядом с рентгеновской вспышкой. Это стало решающим аргументом в пользу того, что галактика, радиоисточник и событие, зарегистрированное спутником Swift, связаны между собой.

«Наши данные говорят о том, что область радиоизлучения всё ещё расширяется более чем с полусветовой скоростью, — отмечает соавтор второго исследования Эдо Бергер из Гарвардского университета (США). — Отмотав события назад, мы можем доказать, что утечка сформировалась одновременно с источником рентгеновского излучения, зафиксированного аппаратом Swift».

Анимация наблюдаемого события: