Быстрые рентгеновские транзиенты раскрывают тайны смерти звёзд и ранней Вселенной

Джеты пробиваются сквозь звезду, испуская рентгеновские и гамма-лучи по мере движения в космос. Автор: NASA/Swift/Cruz deWilde

Новый тип звёздных взрывов предоставляет уникальный способ исследования далёкой Вселенной, согласно новым результатам, опубликованным сегодня в журнале Nature Astronomy.

Исследователи из Ланкастерского университета присоединились к международной команде под руководством Радбудского университета (Нидерланды), изучая «быстрые рентгеновские транзиенты (FXTs)» — чрезвычайно загадочные всплески рентгеновского излучения, обычно длящиеся всего несколько минут.

«Мы знали о существовании этих уникальных взрывов уже некоторое время, но только теперь, благодаря новой миссии Einstein Probe, мы можем обнаруживать их практически в реальном времени», — говорит астроном профессор Питер Йонкер из Радбудского университета, открывший одно из первых таких событий и второй автор статьи.

Авторы использовали точное положение, сначала полученное рентгеновским космическим телескопом Einstein Probe, а затем уточнённое наземным оптическим телескопом ATLAS, чтобы точно определить местоположение быстрого рентгеновского транзиента с помощью наблюдений на Очень Большом Телескопе в Чили и телескопе Grantecan в Испании.

«Эти наблюдения показывают, что этот взрыв произошёл, когда Вселенная была менее 10% своего нынешнего возраста — свет шёл до нас 12 миллиардов лет», — говорит профессор Эндрю Левен из Радбудского университета, ведущий автор исследования.

«Сочетание расстояния и яркости означает, что этот взрыв выделил за несколько секунд больше энергии, чем Солнце за всю свою жизнь.

«Эти экстремальные энергии, наряду с обнаружением гамма-лучей спутником Fermi, позволяют предположить, что быстрые рентгеновские транзиенты связаны, по крайней мере иногда, с чрезвычайно мощными гамма-всплесками, которые изучаются уже полвека».

«Настоящий вопрос в том, все ли быстрые рентгеновские транзиенты происходят из систем, подобных гамма-всплескам, или существует гораздо большее разнообразие. Наша статья показывает, что многие из них могут быть гамма-всплесками, но есть веские основания полагать, что нас ждёт ещё много открытий», — добавил профессор Йонкер.

При изучении наблюдений с Очень Большого Телескопа стало очевидно, что вокруг этой вспышки очень мало материи, особенно водорода.

Местоположение и изображения GRB 240315C, EP240315a и AT2024eju. Автор: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02612-9

Однако в истории Вселенной, примерно во время этого быстрого рентгеновского транзиента, Вселенная претерпела последнее глобальное изменение в процессе, называемом реионизацией, когда водород между галактиками подвергался воздействию ультрафиолетового света и «реионизировался».

Проблема в том, что почти весь ультрафиолетовый свет, создаваемый звёздами во Вселенной, блокируется водородом в галактике, в которой он находится.

«Наши наблюдения показывают, что, возможно, 10% ультрафиолетового света, созданного в галактике-хозяине быстрого рентгеновского транзиента, уходит для ионизации Вселенной», — сказал Андреа Саккарди, сотрудник CNES в CEA Paris-Saclay и третий автор статьи.

«Это самое далёкое событие, где мы можем непосредственно наблюдать ускользающий свет от звёзд. Галактики, подобные этой, вероятно, действительно важны для реионизации».

Эти наблюдения относятся к одному из первых событий, обнаруженных Einstein Probe.

«За год с момента обнаружения этого первого объекта мы нашли и изучили ещё 20 таких вспышек, они оправдывают своё предназначение как захватывающий новый способ исследования как того, как заканчивают свою жизнь звёзды, так и того, какой была Вселенная в далёком прошлом», — добавил профессор Левен.

Соавтор исследования и преподаватель астрофизики в Ланкастерском университете доктор Саманта Оутс была частью исследовательской группы.

Она сказала: «Это событие новое и интересное, потому что до недавнего времени было обнаружено лишь несколько FXTs, и их происхождение оставалось загадкой, в основном потому, что они были найдены в архивных наблюдениях.

«К моменту их обнаружения было уже слишком поздно проводить последующие наблюдения этих транзиентных рентгеновских объектов на других длинах волн, чтобы получить дополнительную информацию о том, что могло быть их причиной».

Einstein Probe, запущенный в январе 2024 года, по словам доктора Оутс, революционизирует обнаружение и последующее изучение FXTs, которые теперь обнаруживаются регулярно, и сообщество быстро оповещается, что позволяет проводить оперативное последующее наблюдение.

Она добавила: «Einstein Probe открыл новое окно во Вселенную, позволив нам исследовать происхождение этих транзиентных рентгеновских явлений и расширить наши знания о поведении, связанном со смертью массивных звёзд».