Радиосигнал от разрыва звезды черной дырой оказался в сотню раз ярче обычных сверхновых и пролил свет на один из самых загадочных классов объектов во Вселенной.
Китайская группа астрономов зарегистрировала вспышку AT2019ijn в ядре карликовой галактики, расположенной на расстоянии около миллиарда световых лет (красное смещение z = 0,2729 ± 0,0001). Результаты исследования были опубликованы в издании The Astrophysical Journal Letters.
Оптические обзоры зафиксировали яркий всплеск, который нарастал до пика чуть более пяти дней, достигая абсолютной видимой яркости g = −21,1. Скорость нарастания и цветовые характеристики события напоминали быстрые голубые оптические транзиенты, однако затухание происходило значительно медленнее, чем у типичных аналогов — процесс растянулся более чем на месяц, при этом температура излучения оставалась аномально высокой (порядка 15 000–16 000 K).
При переходе к радионаблюдениям картина кардинально изменилась: радиоизлучение продолжало расти на протяжении двух лет, достигнув своего пика на 641-й день после первоначального обнаружения. Его мощность в трехгерцовом диапазоне составила (2,0 ± 0,1) × 10³¹ эрг/с/Гц. Этот показатель минимум на два порядка выше, чем у других радиоярких быстрых голубых оптических транзиентов или сверхновых на аналогичных этапах эволюции, хотя по общей физике процесс сопоставим с приливными разрушениями.
Изображение сгенерировано: Nano Banana
Для определения механизма события исследователи объединили данные нескольких обсерваторий: американского радиотелескопа NSF VLA, индийского Гигантского Метроволнового Радиотелескопа (GMRT) и австралийского телескопа ASKAP. Комплексная работа различных радиоинструментов позволила детально проследить эволюцию всплеска во времени и верифицировать модели его происхождения.
Команда ученых пришла к выводу, что источником вспышки стало событие приливного разрушения (TDE): звезда подошла слишком близко к черной дыре и была разорвана ее гравитационными силами. Исключительная яркость радиоизлучения объясняется наличием релятивистского джета — узкого потока вещества, движущегося со скоростью, близкой к световой, и направленного под углом около 40° относительно линии обзора с Земли. Из-за этого смещения оптический сигнал выглядел слабее, тогда как радиоволны, имеющие более широкую диаграмму направленности, позволили зафиксировать мощный поздний пик излучения.
Оцененная масса черной дыры составляет несколько десятков тысяч масс Солнца, что относит ее к редчайшему классу промежуточной массы. Долгое время такие объекты оставались практически «невидимыми»: сверхмассивные черные дыры легко обнаружить по их влиянию на галактики, а черные дыры звездных масс — по процессам в двойных системах, однако промежуточные объекты находились в «слепой зоне» современной астрофизики.
Данное открытие доказывает, что многие экстремальные события с черными дырами остаются скрытыми, если наблюдения прекращаются сразу после оптической вспышки. Систематический мониторинг в радиодиапазоне позволит обнаруживать подобные транзиенты в массовом порядке, открывая путь к глубокому статистическому изучению черных дыр промежуточной массы.
