Загадочная регулярность. Астрономы обнаружили галактику, в которой каждые 114 дней происходит сильный лучевой выброс - словно по часам. Циклические извержения происходят вблизи черной дыры в центре галактики на расстоянии 570 миллионов световых лет от нас. Но какова причина этого? Исследователи предполагают, что здесь происходит постепенный разрыв звезды.

Центр далекой галактики каждые 114 дней делает радиационный выброс. Но виновата ли в этом тамошняя черная дыра? © NASA Goddard Space Flight Center/ Chris Smith (USRA/GESTAR)

Во вспышках излучения в далеких галактиках нет ничего необычного - снова и снова автоматические телескопы обнаруживают яркие вспышки света от сверхновых, от всплесков гамма-излучения или от столкновения звезд. Сверхмассивные черные дыры в центре галактик также могут вызывать вспышки излучения, когда они всасывают материю. И даже довольно спокойная сейчас черная дыра нашего Млечного Пути, Стрелец A*, время от времени осуществляет такие извержения.

Извержение каждые 114 дней

Но галактика ESO 253-3 совсем не такая: эта галактика, находящееся на расстоянии около 570 миллионов световых лет от нас, не просто время от времени демонстрирует лучевые выбросы - его извержения происходят регулярно, как по часам. Когда сеть роботизированных телескопов ASAS-SN зафиксировала первую вспышку света в сердце этой галактики 14 ноября 2014 года, это показалось совершенно заурядным событием. Астрономы классифицировали эту вспышку как сверхновую.

Однако в 2020 году Анна Пейн из Гавайского университета в Маноа внимательно изучила сигналы, исходящие из этой галактики, и обнаружила кое-что удивительное. Первая обнаруженная радиационная вспышка оказалась не единичным случаем. Более того, вспышки повторялись каждые 114 дней. Яркость каждой вспышки постепенно увеличивается в течение примерно пяти дней, а затем постепенно затухает. Это открытие позволило астрономам наблюдать следующие три извержения этой галактики с помощью нескольких телескопов и на разных длинах волн.

«Это самые распространенные, наиболее предсказуемые и наиболее регулярные многоволновые всплески, которые мы когда-либо видели в центре галактики», - говорит Пейн. - «И это дает нам уникальную возможность подробно изучить этот экстрагалактический гейзер».

На первый взгляд, галактика ESO 253-3, удаленная от нас на 570 миллионов световых лет, ничем не примечательна. © Michael Tucker/ University of Hawaii, AMUSING survey

Три возможных объяснения

Но в чем же может заключаться причина этих регулярных вспышек? Теоретически для этого существуют три возможных сценария, объясняют исследователи. Первый основывается на наблюдении, что в центре галактики находятся две вращающиеся черные дыры. Это значит, что их взаимодействие вполне может вызывать такие периодические всплески излучения. Правда, расстояние между этими двумя гравитационными гигантами для этого на самом деле слишком велико.

Вторая возможность - это звезда, вращающаяся по орбите, сильно наклоненной к плоскости галактики. Это может вести к тому, что она проходит через равные промежутки времени вблизи одной из черных дыр и теряет при этом материю. Но если бы это было так, направление вспышек должно было бы попеременно меняться, чего в этом случае, как объясняют астрономы, не происходит.

Разрывается звезда

Остается третий сценарий. Согласно нему, звезда вращается вокруг одной из черных дыр эксцентрично, но в плоскости галактики. Поскольку она снова и снова приближается к дыре очень близко, она подвергается воздействию огромных приливных сил. И эти силы постепенно разрывают ее, а звезда теряет газ при каждом проходе возле черной дыры. Такое периодическое «кормление» и вызывает вспышки радиации.

По мнению Пэйн и ее команды, этот сценарий представляется наиболее вероятным. «Мы считаем, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики создает эти вспышки, когда пожирает части вращающейся вокруг нее гигантской звезды», - говорит Пейн. Если это объяснение верно, то запас газа звезды в какой-то момент должен иссякнуть. В результате этого процесса вспышки радиации должны будут ослабнуть и, в конце концов, окончательно прекратиться.

Под наблюдением

Астрономы хотят выяснить, верен ли этот сценарий, путем дальнейшего наблюдения за космическим гейзером. В дополнение к наземным телескопам для этой цели они также будут использовать космическую обсерваторию NASA TESS. Хотя она в первую очередь предназначена для исследования экзопланет в окрестностях Солнца, обсерватория также может собирать ценные данные об излучениях других галактик.