«Замечательный» космический взрыв обнаружен в рентгеновских данных десятилетней давности

«Замечательный» космический взрыв XRT 200515, наблюдаемый рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра». Автор: Steven Dillmann

«Иголка в стоге сена» — обнаружение мощного взрыва загадочного неизвестного объекта за пределами нашей галактики — взволновало астрономов.

В течение многих лет объект оставался незамеченным в обширном архиве наблюдений рентгеновской обсерватории «Чандра» НАСА, насчитывающем два десятилетия, прежде чем был обнаружен и описан в новой статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Астрономы во главе со Стэнфордским университетом и Гарвардом полагают, что «замечательный» космический взрыв может быть либо первым рентгеновским всплеском, когда-либо обнаруженным в Большом Магеллановом Облаке (БМО), либо редкой вспышкой магнетара — одного из самых загадочных объектов во Вселенной, либо чем-то совершенно новым и неслыханным.

«Вы когда-нибудь просматривали старые фотоальбомы и внезапно находили что-то интересное, спрятанное на заднем плане фотографии, чего раньше никто не замечал? А теперь представьте, что это происходит в космических масштабах», — сказал ведущий исследователь Стивен Диллманн, аспирант Стэнфордского университета.

«Используя новый подход к машинному обучению, мы проанализировали более чем 20-летние архивные наблюдения рентгеновской обсерватории NASA Chandra и обнаружили замечательную мощную рентгеновскую вспышку от неизвестного объекта за пределами нашей галактики, которая долгие годы оставалась незамеченной в обширном архиве Chandra — настоящее событие, которое можно назвать иголкой в стоге сена».

15 мая 2020 года, когда Чандра наблюдал за остатками взорвавшейся звезды в БМО (небольшой галактике по соседству с нашим Млечным Путем), он случайно запечатлел яркую и чрезвычайно быструю рентгеновскую вспышку неизвестного происхождения.

Эта вспышка появилась и исчезла в течение нескольких секунд, осталась незамеченной во время первоначального наблюдения и поэтому была сохранена в большом архиве «Чандры».

Поле зрения, которое наблюдал Chandra, когда произошел XRT 200515. Желтая метка XRT 200515 указывает на всплеск. Автор: Steven Dillmann

В отличие от традиционных подходов, новый метод машинного обучения, использованный в новом исследовании, позволил обнаружить так называемый внегалактический быстрый рентгеновский транзиент (FXT), который исследователи назвали XRT 200515 в честь дня, когда он был обнаружен телескопом Chandra.

«Эта космическая вспышка особенно интересна из-за своих необычных характеристик, которые отличаются от любых других внегалактических FXT, которые ранее были обнаружены телескопом «Чандра», — сказал Диллманн.

«Он произвел невероятно энергичный первоначальный всплеск, который длился всего 10 секунд, тогда как другие длились минуты или часы. За этим последовало более длительное, менее энергичное послесвечение, длившееся несколько минут».

Поскольку ни «Чандра», ни какой-либо другой телескоп никогда не регистрировали источник до или после этого всплеска, его истинная природа остается загадкой.

Исследователи полагают, что одно из объяснений заключается в том, что это может быть первый рентгеновский барстер, когда-либо обнаруженный в БМО. Это системы, включающие две звезды: одну маленькую и сверхплотную мертвую звезду (называемую нейтронной звездой) и обычную звезду-компаньон, которая вращается вокруг нее.

Нейтронная звезда подобна космическому пылесосу — ее мощная гравитация вытягивает газ из звезды-компаньона. Когда на поверхности нейтронной звезды скапливается достаточно газа, происходит мощный термоядерный взрыв, который высвобождает мощный всплеск рентгеновского излучения.

Другая теория заключается в том, что это может быть редкая, гигантская вспышка от далекого магнетара — нейтронных звезд с чрезвычайно сильными магнитными полями. Эти вспышки являются одними из самых взрывных событий в космосе, высвобождая огромное количество гамма-лучей за очень короткое время.

Если XRT 200515 является рентгеновским аналогом такого события, то это будет первая гигантская вспышка магнетара, наблюдаемая на таких уровнях рентгеновской энергии.

Последнее объяснение, выдвинутое исследователями, заключается в том, что это может быть ранее неизвестный тип космического взрыва, который может открыть новые знания о Вселенной.

«Это открытие напоминает нам, что пространство динамично и постоянно меняется, и в нем постоянно происходят захватывающие явления», — сказал Диллманн.

«Это также демонстрирует ценность использования искусственного интеллекта для научных открытий в архивных астрономических данных — возможно, есть бесчисленное множество других открытий, ожидающих своего часа в наблюдениях, которые мы уже провели».

В настоящее время исследователи совершенствуют свой метод поиска признаков планет за пределами Млечного Пути, опираясь на предыдущую прорывную работу под руководством соавтора Розанны ди Стефано, которая выявила первого потенциального кандидата на внегалактическую планету.

Больше информации: Steven Dillmann et al, Representation learning for time-domain high-energy astrophysics: Discovery of extragalactic fast X-ray transient XRT 200515, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae2808

Источник: Royal Astronomical Society