Астрономы обнаружили связь между быстрыми рентгеновскими всплесками и взрывами массивных звёзд

Автор: Ассоциация университетов по исследованию астрономии

С помощью комбинации телескопов астрономы охарактеризовали ближайшую сверхновую, связанную с быстрым рентгеновским транзиентом (FXT). Наблюдения показывают, что эти яркие всплески рентгеновского излучения могут быть результатом «неудавшейся» взрывной гибели массивной звезды. В исследовании участвовали Международная обсерватория Джемини, управляемая NSF NOIRLab, и телескоп SOAR в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили.

С момента первого обнаружения мощные всплески рентгеновского излучения из далёких галактик, известные как быстрые рентгеновские транзиенты (FXT), оставались загадкой для астрономов. Эти события происходят на огромных расстояниях от Земли и длятся от нескольких секунд до часов. Запущенный в 2024 году спутник Einstein Probe (EP), предназначенный для наблюдения транзиентных событий в рентгеновском диапазоне, изменил правила игры для исследователей, изучающих происхождение этих экзотических явлений.

В январе 2025 года EP обнаружил ближайший из известных FXT под названием EP 250108a, расположенный в 2,8 миллиардах световых лет от Земли. Близость события позволила провести детальные наблюдения за его эволюцией.

После обнаружения EP 250108a международная команда астрономов оперативно зафиксировала его сигнал в различных диапазонах волн. Спектрограф FLAMINGOS-2 на телескопе Gemini South предоставил данные в ближнем инфракрасном диапазоне, а Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) на Gemini North — в оптическом.

Благодаря быстрому реагированию обсерватории Джемини учёные смогли зафиксировать последствия взрыва массивной звезды — сверхновой. Анализ сигнала EP 250108a в первые шесть дней после обнаружения показал, что этот FXT, вероятно, является «неудавшейся» версией гамма-всплеска (GRB). GRB — самые мощные взрывы во Вселенной, которые часто предшествуют сверхновым. В таких событиях струи высокоэнергетических частиц прорываются сквозь внешние слои звезды при её коллапсе.

EP 250108a похож на взрыв, вызванный струями, но в этом случае струи не смогли прорваться через внешние слои звезды и остались внутри. Взаимодействуя с внешними слоями, они замедлились, и их кинетическая энергия преобразовалась в рентгеновское излучение, зафиксированное Einstein Probe.

«Эта сверхновая FXT почти идентична прошлым сверхновым, сопровождавшим GRB», — говорит Роб Эйлс-Феррис, постдокторант Университета Лестера и ведущий автор одной из двух статей, посвящённых этим результатам.

Долгосрочные наблюдения за EP 250108a позволили выявить рост оптической яркости, который длился несколько недель, а также спектры с широкими линиями поглощения. Эти характеристики указывают на связь FXT со сверхновой типа Ic с широкими линиями. Инфракрасные данные с телескопа SOAR помогли уточнить пиковую яркость сверхновой и оценить массу звезды-прародителя — от 15 до 30 солнечных масс.

«Наш анализ однозначно показывает, что FXT могут возникать при взрывной гибели массивной звезды», — отмечает Джиллиан Растинежад, аспирант Северо-Западного университета.

Исследование подтверждает, что «неудавшиеся» струи, связанные с FXT, встречаются чаще, чем «успешные» струи GRB. С момента запуска EP подобные события фиксируются несколько раз в месяц, тогда как GRB обнаруживаются примерно раз в год.

Будущие наблюдения с помощью обсерватории Vera C. Rubin и её десятилетнего обзора Legacy Survey of Space and Time (LSST) помогут глубже изучить механизмы звёздных взрывов и разнообразие их проявлений.

Дополнительная информация: Rob A. J. Eyles-Ferris et al, The kangaroo's first hop: the early fast cooling phase of EP250108a/SN 2025kg, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.08886
J. C. Rastinejad et al, EP 250108a/SN 2025kg: Observations of the most nearby Broad-Line Type Ic Supernova following an Einstein Probe Fast X-ray Transient, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.08889

Источник: Association of Universities for Research in Astronomy