Астрономы, похоже, раскрыли природу одного из самых необычных космических явлений — Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOT). Эти мощные голубые вспышки появляются и угасают всего за несколько дней, оставаясь при этом невероятно горячими и яркими. С 2018 года удалось зафиксировать лишь 14 таких событий, и их происхождение долго оставалось загадкой.

Новое исследование предлагает убедительное объяснение: LFBOT возникают при столкновении компактного объекта (чёрной дыры или нейтронной звезды) с звездой Вольфа-Райе — одним из самых горячих и массивных типов звёзд во Вселенной.

Что такое LFBOT

LFBOT — это быстрые оптические транзиенты, которые резко выделяются на фоне других космических взрывов. Они достигают пика яркости и угасают всего за дни, а не недели или месяцы, и сохраняют характерный голубой цвет на протяжении почти всего своего существования. Это говорит о том, что температура вещества остаётся крайне высокой.

Новая модель: слияние с звездой Вольфа-Райе

Согласно работе, опубликованной на arXiv, LFBOT возникают в результате слияния компактного остатка звезды (чёрной дыры или нейтронной звезды) с гелиевым ядром массивной звезды, которая уже потеряла свою водородную оболочку — звездой Вольфа-Райе.

Руководитель исследования Аня Нугент из Гарвардского центра астрофизики (CfA) объясняет:

«В отличие от других моделей, модель слияния компактного объекта со звездой Вольфа-Райе легко объясняет все свойства LFBOT — как характеристики самих вспышек, так и среду, в которой они происходят».

Эта модель хорошо согласуется с наблюдениями: LFBOT чаще возникают в менее массивных, активно звездообразующих галактиках и на заметном удалении от плотных звёздных скоплений. Именно такие условия благоприятны для формирования особых двойных систем.

Как это происходит

В подходящей двойной системе одна массивная звезда «обдирает» другую, превращая её в звезду Вольфа-Райе. Позже первая звезда взрывается как сверхновая, оставляя после себя чёрную дыру или нейтронную звезду. Через сотни или тысячи лет компактный объект постепенно приближается и в конечном итоге врезается в ядро звезды Вольфа-Райе, вызывая мощный взрыв и выброс горячего материала. Именно это и даёт яркую голубую вспышку.

Модель также объясняет, почему LFBOT наблюдаются в относительно «пустых» регионах галактик: при взрыве первой звезды вся система получает «пинок» и смещается подальше от места рождения.

Почему другие модели не подходят

Ранее учёные рассматривали варианты с обычными сверхновыми (core-collapse) и приливным разрушением звёзд массивными чёрными дырами (TDE). Однако эти сценарии плохо объясняют быстроту вспышек, их цвет, плотную околозвёздную среду и особенности галактик-хозяев. Новая модель, по словам авторов, гораздо лучше описывает все наблюдаемые свойства.

Что дальше

Пока обнаружено всего 14 LFBOT, поэтому выводы ещё нуждаются в подтверждении. Значительно увеличить статистику поможет обсерватория имени Веры Рубин с её десятилетним обзором LSST, который начался недавно.

«Рубин будет великолепна для открытия более слабых LFBOT на гораздо больших расстояниях. Это не только увеличит их выборку, но и покажет, как эти явления и их прародители эволюционировали со временем», — отметила Аня Нугент.

Вкратце

Загадочные яркие голубые вспышки LFBOT, вероятно, возникают при столкновении чёрной дыры или нейтронной звезды со звездой Вольфа-Райе. Эта модель лучше всего объясняет быстроту, цвет, среду и расположение событий. Если гипотеза подтвердится, LFBOT станут новым подтверждением сложных процессов в двойных звёздных системах и редким, но важным каналом образования экстремальных астрофизических явлений.