Телескоп Chandra нашёл источник загадочных вспышек звезды

С помощью рентгеновской обсерватории Chandra астрономы выяснили, что вызывает повторяющиеся вспышки гигантской нестабильной звезды. Работа, опубликованная в понедельник в The Astrophysical Journal, описывает скрытый компаньон, который каждые 113 дней отбирает вещество у массивной звезды, пока они обращаются друг вокруг друга. Этот партнёр — либо чёрная дыра звёздной массы, либо плотное сколлапсировавшее ядро массивной звезды, то есть нейтронная звезда.

Это первое рентгеновское обнаружение объекта такого класса и первый случай, когда у подобной звезды найден компаньон — чёрная дыра или нейтронная звезда. Нестабильная звезда AT 2016blu находится в спиральной галактике NGC 4559 примерно в 30 миллионах световых лет от Земли. Её масса оценивается как минимум в 33 массы Солнца.

«Пятнадцать лет астрономы наблюдали, как эта звезда регулярно становится очень яркой, а затем снова тускнеет, — говорит Моджган Агаханлу из Виргинского университета в Шарлоттсвилле, руководившая исследованием. — Пока нам не удалось получить данные Chandra в нужный момент, мы не могли понять, что это вызывает».

AT 2016blu относится к ярким голубым переменным — горячим массивным звёздам, которым свойственно менять яркость. Известный пример такой звезды — Эта Киля. AT 2016blu — особый тип яркой голубой переменной, которая переживает быстрые и повторяющиеся всплески яркости. Они настолько сильны, что напоминают взрывы сверхновых, когда массивная звезда коллапсирует, а вещество выбрасывается в космос. Но, в отличие от сверхновой, звезда при этом не разрушается, поэтому AT 2016blu называют ещё «самозванцем сверхновой».

С 2012 по 2026 год астрономы зафиксировали у AT 2016blu как минимум 27 вспышек оптического света — того, что видит глаз, — примерно каждые 113 дней. «Сначала поведение звезды сбивало с толку: она вела себя как сверхновая, но явно ею не была, потому что переживает эти вспышки примерно три раза в год, — говорит соавтор Нурия Торрес-Альба, тоже из Виргинского университета. — Чтобы понять причину извержений, нам понадобились рентгеновские данные, полученные в момент вспышки».

Команда использовала Chandra, потому что это единственный рентгеновский телескоп с достаточно острым зрением, чтобы отличить AT 2016blu от другого яркого рентгеновского источника рядом.

«Мы подозревали, что яркие повторяющиеся вспышки в оптическом диапазоне могут на самом деле питаться периодическими выбросами высокоэнергетического рентгена, — говорит соавтор Нейтан Смит из Аризонского университета в Тусоне. — Плотный газ вокруг системы нагревается рентгеном и затем светится в оптике. Поэтому наблюдения Chandra нужно было спланировать так, чтобы они совпали со вспышкой в оптике».

Данные Chandra за март 2026 года показали, что AT 2016blu как минимум в 100 раз ярче в рентгене, чем в данных 2001–2002 годов, то есть до начала вспышек. Лучшее объяснение: вещество звезды падает на нейтронную звезду или чёрную дыру в самой близкой точке их вытянутых орбит. Когда они сближаются, выброшенное звездой вещество захватывается чёрной дырой или нейтронной звездой. Оно обращается на огромных скоростях, близких к скорости света, и нагревается так сильно, что ярко светит в рентгене.

AT 2016blu достаточно ярок в рентгене, чтобы его отнесли к кандидатам в ультраяркие рентгеновские источники. Это редкие яркие источники, которые находят телескопы вроде Chandra и которые астрономы ещё не до конца понимают. Сейчас считается, что в некоторых из них есть нейтронные звёзды, в других — чёрные дыры.

Новые наблюдения позволяют предположить связь между ультраяркими рентгеновскими источниками и такими бурными звёздными извержениями, как у AT 2016blu, тем более что многие ультраяркие источники сильно меняют рентгеновскую яркость. Открытие системы может помочь и в изучении звёзд, которые меняют яркость перед взрывом сверхновой. Астрономы подозревают, что многое в этом поведении может быть вызвано системами, где массивная звезда обращается вокруг компактного объекта или другой массивной звезды.

Для сбора оптических данных команда использовала автоматический телескоп Кацмана, проект Global Supernova Project обсерватории Лас-Кумбрес и наблюдения Американской ассоциации наблюдателей переменных звёзд, включая данные более 30 астрономов-любителей. Когда эти наблюдения показали, что в начале 2026 года звезда переживает вспышку, запустили наблюдения Chandra, полученные в марте 2026 года в рамках программы «Цель возможности», рассчитанной на особые события.

Остаётся вопрос: если компаньон AT 2016blu каждые 113 дней высасывает вещество звезды, — сколько ещё «самозванцев сверхновой» скрывают рядом чёрную дыру или нейтронную звезду, и не окажется ли, что именно такие пары стоят за частью ультраярких рентгеновских источников, которые мы до сих пор не можем объяснить?