Космос полон сюрпризов и загадок и несмотря на то, что астрономы занимаются изучением его глубин уже не одну сотню лет, мы знаем еще очень мало. Сегодня хотим вам рассказать про объект ASASSN-15lh, который в свое время назвали самой яркой сверхновой во всей Вселенной. Ведь на пике ее яркость как минимум в 20 раз превышала яркость нашей родной галактики Млечный путь.

Данный объект был обнаружен астрономами в 2015 году, и сразу же они объявили, что это самая яркая сверхновая за всю историю астрономических наблюдений. Ведь, как показал расчет, ее светимость как минимум в 20 раз больше, чем светимость всей галактики Млечный путь.

Когда массивные звезды умирают, они не уходят во мрак. Вместо этого они высвобождают большую часть своей массы и энергии вместе с мощным взрывом, оставляя после себя огромные светящиеся облака газа и остатки ядра погибшей звезды. Такие объекты принято называть сверхновыми. В июне 2015 года на южном полушарии ночного неба астрономы обнаружили сверхновую, которая могла образоваться из сверхредкого типа звезд и получила благодаря этому очень впечатляющие свойства.

Сверхновая, получившая название ASASSN-15lh, по наблюдениям астрономов, в 20 раз ярче всех вместе взятых (более 100 миллиардов) звезд в нашей галактике Млечный путь, что делает ее самой яркой сверхновой в истории наблюдения за такими объектами. Она в два раза превышает максимум яркости, зафиксированный для такого типа звезд.

Гибнущая звезда, как правило, высвобождает колоссальный объем энергии. Однако исследователи уверены в том, что этой энергии недостаточно для образования столь яркого объекта, как ASASSN-15lh. Группа астрономов под руководством Субо Дон из китайского Института астрономии и астрофизики имени Кавли считает, что необычно яркая сверхновая могла образоваться из очень редкого типа звезд, называемых магнетарами.

Когда звезда гибнет, ее масса обрушивается на ядро. Большая часть его уничтожается в результате взрыва секундой позже, однако то, что остается, по-прежнему обладает очень плотной массой нейтронов и называется нейтронной звездой. Иногда эти нейтронные звезды обладают более сильным, чем обычно, магнитным полем, примерно в 10 триллионов раз сильнее магнитного поля Земли. Эти объекты ученые называют магнетарами.

Астрономы и раньше находили магнетары. Например, в центре Млечного пути находится сразу несколько таких объектов. Однако все они непохожи на объект ASASSN-15lh. Большинство магнетаров обладают низкой скоростью вращения и, как правило, выполняют от одного до десяти оборотов в секунду. Однако Дон и его коллеги считают, что магнетар в центре сверхновой ASASSN-15lh совершает тысячу оборотов в секунду. А это, между прочим, предел скорости вращения магнетаров согласно теоретической физике. Энергия этого вращения является источником силы сверхновой.

Для образования такой яркой сверхновой, какой является ASASSN-15lh, требуется, чтобы почти вся энергия магнетара была преобразована в свет. Такое явление с технической точки зрения возможно, но происходит чрезвычайно редко и фактически находится на границе наших знаний о том, как в целом ведут себя магнетары.

Команда ученых отмечает, что такое необычно редкое стечение обстоятельств находится на грани того, что физики вообще в настоящий момент знают о магнетарах. Однако именно такой сценарий является наиболее вероятным объяснением беспрецедентной яркости ASASSN-15lh.

Звезда, из которой образовалась сверхновая ASASSN-15lh, должна была быть очень массивной, синей, горячей звездой с очень высокой скоростью вращения. Вероятнее всего, она потеряла свои внешние слои гелия и водорода вскоре после своей гибели, так как эти элементы не удалось обнаружить уже у сверхновой. Благодаря различным телескопам по всему миру ученые провели спектральный анализ, чтобы выяснить, какие химические элементы могут содержаться в оставшемся от звезды облаке газа.

Астрономы пока не уверены, однако имеется предположение, что ранее звезда, из которой впоследствии появилась сверхновая, относилась к классу массивных звезд Вольфа-Райе.

Сверхновая ASASSN-15lh находится приблизительно в 3,8-4 миллиардах световых лет. Другими словами, сейчас мы видим призрачный свет от взрыва звезды, произошедшего многие миллиарды лет назад, когда наша планета все еще проходила процесс охлаждения. Свет от нее достиг Земли только в июне 2015 года и был впервые обнаружен парой телескопов в Чили, являющихся частью глобальной сети телескопов All-Sky Automated Survey for SuperNovae, или сокращенно ASAS-SN.

Звезда ASASSN-15lh является одной из 180 сверхновых, которые были обнаружены сетью ASAS-SN в 2015 году, и одной из 270 обнаруженных звезд с момента запуска этой программы наблюдения, начавшейся около двух лет назад.

Изучение самой яркой из когда-либо обнаруженных сверхновой быстро переросло в совместное международное сотрудничество. К проекту подключились обсерватории в Чили, Южной Африке и даже телескоп Swift аэрокосмического агентства NASA направил свой взор на один из ярчайших источников света во Вселенной.

Астрономы часто называют сверхновые кратковременными событиями. Они взрываются, озаряя все вокруг, но затем медленно начинают угасать.

Без преуменьшения ошеломительное открытие совершили астрономы: обнаруженная ими сверхновая звезда ASASSN-15lh (SN 2015L) имеет невероятную яркость, более чем вдвое превышающую яркость самых ярких зарегистрированных к настоящему моменту сверхновых, она в 200 ярче типичной сверхновой звезды.

На пике своей интенсивности вспышка в 570 млрд ярче нашего Солнца. Если это вас не впечатляет, то уровень яркости в 50 раз превышает яркость всех 100 миллиардов звёзд нашей галактики Млечный путь. ASASSN-15lh не только ярче, но и имеет намного более высокую температуру, чем любая известная сверхновая.

Сверхновая ASASSN-15lh относится к классу бедных водородом сверхновых типа SLSN. По мнению теоретиков, когда у старой звезды заканчивается топливо, она взрывается и коллапсирует в сильно намагниченную нейтронную звезду, известную как магнетар. Магнитная энергия магнетара, как следует из теории, затем питает сверхновую, которая продолжает расширяться, что делает её необычно яркой.

Материнская галактика ASASSN-15lh слишком большая для подобных взрывов звёзд. Обычно сверхновые наблюдают в карликовых галактиках с активным процессом формирования звёзд.

Cверхъяркая сверхновая в несколько десятков раз ярче обычной сверхновой. Однако ASASSN-15lh, находящаяся в южном созвездии Индейца и обнаруженная с помощью системы All Sky Automated Survey for SuperNovae (в нее входит 14 специализированных телескопов) в 2015 году, является настоящим лидером в свечении. Она примерно в 200 раз ярче обычной сверхновой и в 570 млрд раз ярче Солнца. По словам ученых, ASASSN-15lh – самая яркая звезда из когда-либо обнаруженных.

После того, как команда астрономов из Техасского университета A&M получила дополнительные снимки, сделанные аппаратом NASA’s Swift spacecraft и космическим телескопом «Хаббл», ученым удалось разглядеть ASASSN-15lh в деталях. Астрономы выяснили, что поток сверхновой значительно вырос в ультрафиолетовом диапазоне, и свет этот в сотни раз больше, чем, к примеру, у богатой водородом сверхновой SLSN II SN 2008es. При этом резкое увеличение яркости звезды произошло почти через два месяца после того, как она по сути прошла свой пик яркости.

Исследователям удалось определить форму взрыва, ультрафиолетовый поток и поток рентгеновского излучения. Однако самое загадочное в событии состоит в том, что нарастание света не обнаруживает участие в нем водорода, как следовало бы ожидать. Спектральные линии H-альфа и Лес Лайман-альфа, свидетельствующие о наличии водорода, не показали его. Астрономы пообещали следить за ASASSN-15lh.

Вспышка ASASSN-15lh, которую сразу назвали «самой яркой сверхновой в истории», может быть вовсе не сверхновой. Судя по новым данным, ею сопровождалась гибель довольно невзрачной звезды, которая подошла слишком близко к черной дыре.

По этому сценарию, звезда примерно солнечной массы опасно сблизилась со сверхмассивной черной дырой в центре далекой галактики. Мощные приливные силы, которые возникли из-за неравномерного притяжения разных частей звезды дырой, растянули ее – «спагеттифицировали», – а затем и разорвали в клочья, выбросив излучение огромной интенсивности. Это и позволило довольно невзрачной звезде закончить жизнь чем-то очень похожим на яркую гибель настоящей сверхновой.

В отличие от сверхновой, за 10 месяцев наблюдений объект ASASSN-15lh прошел через три отчетливо выраженные фазы развития без образования туманности – верхних слоев, которые сбрасывают сверхновые непосредственно перед коллапсом. Даже само расположение ASASSN-15lh в тусклой красной и старой галактике, для сверхновых нехарактерно – они обычно появляются в голубых и молодых галактиках, где идет интенсивное звездообразование.

Необычной деталью в сверхновой является и галактика, в которой ASASSN-15lh была обнаружена. В отличие от других сверхъярких сверхновых, загоравшихся в тусклых галактиках, находившихся в процессе интенсивного звездообразования, звездная система, ассоциированная с новым объектом обладает большой светимостью – в несколько раз выше, чем у Млечного пути. Однако достоверно неизвестно, относится ли сверхновая к этой галактике или просто оказалась в пространстве перед ней.

Причины столь мощного выброса, в пиковый момент излучавшего в 50 раз больше свечения, чем весь Млечный путь, до сих пор обсуждаются учеными. Спектральные характеристики позволят отнести объект к сверхновым I типа, бедным водородом и гелием. В свою очередь, ответственным за выброс энергии ученые считают быстро вращающуюся нейтронную звезду в центре объекта – магнетар. Предварительные расчеты показывают, что центральный объект сверхновой должен вращаться с частотой 1000 оборотов в секунду и обладать полем порядка 10 миллиардов тесла. Однако при таких скоростях вращения становится существенной потеря энергии с гравитационными волнами – энергия объекта как раз близка к предельной.

Обычно сверхновые являются свидетельством смерти массивных звезд, однако встречаются и сверхъяркие сверхновые, яркость которых как минимум в 10 раз выше яркости обычных сверхновых. Для ученых эти объекты и их происхождение представляют особый интерес. Обнаруженная вспышка сверхновой, получившая название ASASSN-15lh, как минимум в 2,5 раза ярче, чем ранее наблюдаемые сверхъяркие сверхновые.

Если этот объект является сверхъяркой сверхновой, то наблюдение за ним поможет определить источники и причины различных световых импульсов. Некоторые астрономы исследуют связь между этими сверхновыми и очень большими вспышками гамма-лучей, которые возникают при конце жизни больших и массивных звезд. Эти выбросы называют всплеском гамма-излучения.

Недавнее исследование на эту тему еще сильнее связывает сверхъяркие сверхновые со всплесками гамма-излучения. В момент выброса эти лучи в переносном смысле добавляют масла в огонь и делают яркость сверхновых продолжительнее.

Ученые стали активно следить за данным объектом и спустя 10 месяцев пришли к заключению, что данный космический объект не является сверхновой.

Все дело в том, что учеными не было найдено никаких следов сброшенного материала, которые происходят перед взрывом сверхновой. Поэтому было выдвинуто предположение, что данное космическое явление стало результатом поглощения сверхмассивной черной дырой небольшой звезды.

Итак, согласно данному сценарию, звезда, по своим размерам сопоставимая с нашим Солнцем, сблизилась с черной дырой, и приливные силы растянули ее (звезду), то есть произошел процесс «спагеттифицирования», а затем эта звезда буквально была разорвана в клочья. В результате этого процесса и было выброшено просто гигантское количество энергии.

Также в пользу теории о черной дыре говорит и тот факт, что объект ASASSN-15lh находится в самом центре тусклой красной и старой галактики, в которой появление сверхновых крайне маловероятное событие.

Ну что ж, объект ASASSN-15lh лишний раз показывает, что мы знаем про космос крайне мало, и, вполне вероятно, в глубинах Вселенной протекают процессы, которые теоретики даже не могут себе вообразить.