7 Minutės
Dangus mirktelėjo. Po to blyksnis pasibaigė — staigus ir kraupiai ryškus. Astronomų užfiksuotas reiškinys 2025 m. liepą nebuvo įprastas trumpalaikis pliūpsnis; tai buvo smarkus, didelės energijos žybsnis, pakilęs ir pranykęs per keletą dienų, o jo „pirštų atspaudas“ nurodo į kosminę nusikaltimo vietą, kokią retai kada pavyksta stebėti. Tokie trumpalaikiai, intensyvūs reiškiniai yra vertingas langas į ekstremalias fizikos sąlygas, padedantis identifikuoti retas sąveikas tarp zvaigždžių liekanų ir juodųjų skylių.
Kaip mažytė baltoji nykštukė susidūrė su žiauriu plėšrūnu
Baltoji nykštukė yra labai kompaktiška. Labai labai kompaktiška: įsivaizduokite saulės masę sutrauktą į maždaug Žemės dydžio kūną — būtent tokio mastelio tankis čia dominuoja. Tai yra žvaigždžių liekanos, likusios po vidutinės masės žvaigždžių kuras išeikvojus; jų sandara nustatoma degeneracinės elektronų slėgio sąlygomis, o tai lemia itin didelius tankius. Dėl tokio tankio tik tam tikros juodųjų skylių klasės geba juos suardyti taip, kad lieka stebimas elektromagnetinis signalas.
Į sceną žengia tarpinių masių juodoji skylė — objektas, kurio masė svyruoja tarp kelių šimtų ir kelių dešimčių tūkstančių Saulės masių. Ji per maža, kad būtų supermasyvi, bet per didelė, kad būtų tiesiog žvaigždinės masės juodoji skylė, todėl tokios „vidutinės“ juodosios skylės teoretinėse prognozėse užima svarbią tarpą. Kai tokia tarpinių masių juodoji skylė praeina netoli baltoji nykštukė, potvyninės jėgos (tidalinės jėgos) gali ją ištirpinti arba suplėšyti: žvaigždės medžiaga suplėšoma, sušyla ir dalis jos gali patekti į akrecinį diską arba būti išmesta formuojant energingus protonų ir elektronų srautus — džiovinimo metu paleidžiamus relativistinius džetus, matomus visomis bangomis.
Toks susidūrimas yra ypač dramatiškas dėl kelių priežasčių: pirmiausia, baltoji nykštukė yra labai kompaktiška, todėl norint ją suardyti reikia didelės jėgos; antra, tarpinių masių juodosios skylės potvyninės ribos (Roche ribos) yra tokiame atstume, kur dalis medžiagos gali sukurti stambią, trumpalaikę akreciją ir iškelti trumpus, bet intensyvius elektromagnetinius impulsus. Tokie įvykiai leidžia tyrėjams tiesiogiai nagrinėti juodųjų skylių mases, spindesį (spin) ir aplinkos sąlygas.
EP250702a įvykis, pirmą kartą užfiksuotas Kinijos misijos Einstein Probe rentgeno diapazono stebėjimais, per parą taip pat buvo užfiksuotas NASA Fermi palydovo gama spindulių instrumentu. Tolimesnės aukštos erdvinės raiškos rentgeno observatorijos Chandra ir optinė kosminė observatorija Hubble atliko stebėjimus, suteikdamos daugiaspektrinį kontekstą. Evoliucija buvo dramatiška: emisija sumažėjo maždaug 100 000 kartų per maždaug tris savaites, o rentgeno spektro „kietumas“ palaipsniui minkštėjo, kai šaltinis blanko. Be to, vieta yra svarbi: žybsnis kilo iš savo šeimininkės galaktikos išorinės dalies, kur dažniau susitelkę senesni žvaigždžių populiacijos nariai, įskaitant baltąsias nykštukes, nei aktyvios masyvų žvaigždžių formavimosi sritys.
Stebėjimai registruoti naudojant a) Einstein Probe plačiajuostį rentgeno teleskopą; b) Einstein Probe sekimo rentgeno teleskopą; c) Chandra rentgeno observatoriją; ir d) Hubble. (Li ir kt., Sci. Bull., 2026)
Kodėl EP250702a rodo baltoji nykštukės suirimą
Trumpalaikiai žybsniai gali kilti iš keleto astrofizikinių šaltinių – gamos spindulių pliūpsnių (GRB), supernovų smūginių protrūkių (shock breakout), arba akrecinių žvaigždžių dvejetų su sąveikaujančiu srautu. Tačiau EP250702a laiko profilis ir energijos biudžetas verčia abejoti šiomis alternatyvomis. Žvaigždinės masės juodosios skylės paprastai generuoja trumpesnius ir mažiau energetiškus rentgeno žybsnius, kai jos sąveikauja su tankesnėmis struktūromis; supermasyvios juodosios skylės dažniau tiesiog praryja baltąsias nykštukes, kol potvyninės jėgos neturi galimybės sukurti aiškiai matomo žybsnio.
Kinijos mokslo akademijos ir Honkongo bendradarbių vykdomos simuliacijos rodo, kad tarpinių masių juodosios skylės suplėšymas baltoji nykštukė atitinka tiek stebėtą džetų energetiką, tiek greitą evoliucijos laiką, tenkantį EP250702a. Supaprastintai tariant: skaičiai sutampa. Kvanto mechanikos ir hidrodinamikos modeliai — įskaitant akrecijos disko formavimąsi, magnetohidrodinamikos (MHD) efektus ir šilumos išsklaidymą — paaiškina, kodėl spektro kietumas kinta į minkštąją pusę tuo metu, kai emisija mažėja; karšti, kompaktiški trupiniai atvėsta ir išsipučia, keisdami rentgeno spinduliuotės charakteristikas.
Be to, energijos paskirstymas tarp gama, rentgeno ir optinių bangų bei spartus ryškumo kritimas atitinka scenarijus, kuriuose tik nedidelė baltoji nykštukės masės dalis patenka tiesiogiai į akreciją, o kita dalis išmetama arba susiduria tarp savęs, sukurdama trumpo gyvavimo, tačiau labai ryškų fotoninį impulsą. Tokia dalis medžiagos paprastai yra reikalinga, kad būtų sugeneruotas tiek kietas rentgeno spindulių spektro komponentas, tiek po to sekantis minkštėjimas.
Misijos detalės ir stebėjimų grandinė
Einstein Probe plačiajuostis rentgeno teleskopas (Wide-field X-ray Telescope) pirmasis užfiksavo žybsnį, o jo Follow-up X-ray Telescope stebėjo ankstyvą kritimą, dokumentuodamas laiko profilį. Chandra suteikė aukštos erdvinės raiškos rentgeno vaizdus, leidžiančius lokalizuoti šaltinį ir ištirti jo spektrines savybes su didesne detalumu; Hubble pridėjo optinę informaciją apie šeimininkės galaktiką — jos morphologiją, žvaigždžių amžių ir atstumą iki žybsnio vietos. Žemės stebėjimo punktai (optiniai ir radijo teleskopai) kartu su Fermi gama detektoriumi sudarė visapusišką daugiaspektrinį paveikslą, kuris yra būtinas atskirti egzotiškus potvyninius suirimus (tidal disruption events, TDE) nuo įprastesnių, greitų tranzientų.
Koordinuotų pastangų svarba čia yra kertinė: tik sinchronizuotų stebėjimų dėka galima nustatyti, ar šaltinis pirmiausia buvo stiprus rentgeno šaltinis, ar jis turėjo aiškų gama komponentą, koks buvo optinio ryškumo profilis ir ar atsirado vėlyvas radijo spindesys, signalizuojantis apie džeto sąveiką su aplinkiniu intergalaktiniu terpė. Komandos nariai pažymėjo, kad ankstyvas rentgeno signalo užfiksavimas yra esminis — būtent jis leidžia atskirti EP250702a nuo tipinių GRB, kurių rentgeno fazė ir spektrinė evoliucija gali smarkiai skirtis.
Be to, skaitmeniniai modeliai, jungiantys baltųjų nykštukių didžiulį tankį ir tarpinių masių juodosios skylės potvyninį poveikį, sukuria džetų energetiką ir šviesos kreivės formas, suderinamas su stebėjimais. Tokie modeliai apima apskaičiavimus dėl Roche ribos, akrecijos laiko skalės, radiacinių proceso efektyvumo ir magnetinio lauko amplifikacijos — visi šie komponentai prisideda prie observuojamo signalo formavimo.
„Ankstyvasis rentgeno signalas yra esminis,“ teigė vienas komandos narys, aiškindamas, kodėl šio įvykio negalima lengvai priskirti įprastiniams gamos spindulių pliūpsniams. Kiti bendradarbiai pridūrė, kad kompiuterinės simuliacijos, kurios sujungia baltųjų nykštukių ekstrėminį tankį su tarpinių masių juodosios skylės potvyninėmis galimybėmis, sukuria džetų energetiką ir šviesos kreivių formas, atitinkančias duomenis.
Ekspertų įžvalgos
„Atrasti baltoji nykštukę, kurią suplėšo tarpinių masių juodoji skylė, yra panašu į dingusios juodųjų skylių demografijos skyrelio radimą,“ sako dr. Maya Alvarez, astrofizikė, nepriklausoma nuo šio tyrimo. „Jau kurį laiką spėjome, kad šios vidutinės masės juodosios skylės egzistuoja, tačiau jos yra blankios ir sunkiai randamos. Tokio tipo potvyninis suirimasis įvykis duoda ryškų švyturį, kurį galime naudoti jiems aptikti, matuoti jų masę, sukimosi greitį ir aplinką.“
Jeigu EP250702a patvirtins esamą interpretaciją per tolimesnes analizės ir nepriklausomų stebėjimų serijas, tai bus daugiau nei vienas įspūdingas žybsnis. Tai gali tapti nauju metodu tarpinių masių juodųjų skylių paieškai ir masės nustatymui, užpildant žinių spragą apie juodųjų skylių augimą ir jų pasiskirstymą galaktikose. Tokie įvykiai gali padėti susieti galaktikų evoliuciją su juodųjų skylių demografija, parodydami, kur dažniausiai gyvena šios „vidutinės“ juodosios skylės — pavyzdžiui, globulinėse spiečiuose, palikuonių palikuonių palikuonių ar mažose palydovinėse galaktikose.
Observatoriams žinia aiški: stebėkite dangų, ypač rentgeno diapazone. Visata vis dar rašo staigias, smarkias istorijas — ir kartais ji pateikia pačią nukentėjusių veiksmų puslapį. Tolimesnės stebėjimų kampanijos, spektroskopiniai tyrimai ir gilios archyvinės paieškos, skirtos panašiems signalams identifikuoti, padės patvirtinti šią interpretaciją ir pagerins mūsų gebėjimą atskirti baltoji nykštukių potvyninius suirimus nuo kitų greitai kintančių kosminių reiškinių.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą