Мощные голубые вспышки во Вселенной связали со столкновениями черных дыр и звезд Вольфа — Райе

Одни из самых таинственных явлений в космосе — мощные голубые оптические транзиенты (LFBOT) — привлекают внимание астрономов своей внезапностью и невероятной яркостью. Они вспыхивают почти как целые галактики, но угасают в течение считанных дней. Долгое время ученые не могли понять, что именно вызывает эти события. Однако новая работа, основанная на изучении галактик-хозяев таких вспышек, предложила убедительное объяснение.

Ключ к разгадке — в галактиках

Авторы исследования собрали крупнейшую на сегодня выборку из 11 LFBOT и проанализировали свойства их «домов»: массу галактик, скорость звездообразования, химический состав и положение вспышек внутри галактик. Выяснилось, что все галактики-хозяева активно формируют новые звезды, причем многие пережили всплеск звездообразования всего несколько десятков миллионов лет назад. Это указывает на связь голубых вспышек с молодыми массивными светилами.

Однако сами вспышки нередко возникали вдали от самых ярких областей звездообразования, что стало неожиданностью для ученых. Кроме того, химический состав галактик оказался промежуточным: тяжелых элементов в них было меньше, чем в типичных галактиках со сверхновыми, но больше, чем в галактиках, где рождаются длинные гамма-всплески или сверхъяркие сверхновые. Это говорит о том, что LFBOT, вероятно, представляют собой отдельный класс явлений.

Особенно важным результатом стало то, что более 30 процентов событий произошли в самых тусклых областях галактик или даже на их окраинах. Для обычных сверхновых такое расположение нехарактерно. Именно этот факт стал сильнейшим аргументом в пользу гипотезы о слиянии компактных объектов со звездами Вольфа — Райе.

Столкновение, которое порождает вспышку

Звезды Вольфа — Райе — это крайне массивные и горячие светила, которые уже сбросили внешние оболочки и быстро приближаются к финалу своей жизни. Если рядом с такой звездой находится черная дыра или нейтронная звезда, со временем их орбита может разрушиться, и объекты сольются. В момент столкновения выделяется колоссальная энергия, способная породить именно такую короткую, яркую и горячую вспышку, какую астрономы наблюдают у LFBOT.

Напомним, что первые разговоры о мощных голубых вспышках начались после события AT2018cow — знаменитой «Коровы», зарегистрированной в 2018 году в галактике CGCG 137-068 на расстоянии примерно 200 миллионов световых лет от Земли. С тех пор было подтверждено лишь около десятка подобных явлений. Авторы препринта, опубликованного на сервере Корнеллского университета, отмечают, что выборка пока слишком мала для окончательных выводов.

В ближайшие годы ситуация может измениться: строящаяся обсерватория имени Веры Рубин, как ожидается, сможет находить подобные вспышки гораздо чаще. Если будущие наблюдения подтвердят нынешние результаты, астрономы получат не только объяснение мощных голубых вспышек, но и новый способ изучать экстремальные слияния звездных остатков в далеких галактиках.