Оболочка взорвавшейся звезды может оставаться непроницаемой для света до сотни дней, тогда как ее ядро схлопывается буквально за десятки секунд.
В этом несовпадении и кроется главная сложность наблюдений за сверхновыми. Астрофизик Владимир Липунов, посвятивший жизнь изучению двойных звезд и работе с телескопами-роботами для поиска внезапных вспышек, называет подобные объекты «некрасивыми»: заглянуть внутрь и увидеть сам момент появления черной дыры невозможно. Сброшенная оболочка поглощает излучение, а когда она рассеивается, долгожданное событие уже давно позади.
Зачем вообще пытаться его поймать? Все известные астрономам черные дыры сформировались давно: одним уже миллиарды лет, другим — в парах с голубыми звездами — десятки миллионов. Липунова же привлекает противоположный край этой истории — момент рождения. Черная дыра возникает за считаные десятки секунд, и увидеть этот процесс почти никому не удавалось.
Большинство звездных катастроф протекают тихо, превращаясь в обычные сверхновые. Лишь доли процента развиваются по иному сценарию: в них ядро вращается настолько быстро, что центробежная сила начинает сопротивляться гравитации. Липунов сравнивает это с фигуристкой, которая прижимает руки к телу и раскручивается быстрее. Сжимающееся ядро ускоряется точно так же, и при достаточно высокой скорости вращения коллапс тормозит. Чтобы продолжить падение, ядру нужно сбросить избыточный угловой момент — за счет магнитного или иного торможения. В итоге процесс, который в норме длится тысячные доли секунды, растягивается примерно в 100 000 раз, а некоторые вспышки затягиваются на часы.
При таком медленном рождении бешено вращающийся объект выбрасывает узкую струю плазмы — релятивистский джет. В этой точке сценарий и делает резкий поворот: джет зарождается в самом центре и насквозь прожигает звезду.
Но сверхновая звезда – это шуба, под которой ничего не видно. А гамма-сплеск – это такая указка, которая проникла из центра, там, где ядро коллапсирует
— Владимир Липунов, «Основа», 15:01
Сквозь пробитый тоннель можно заглянуть до самого центра и увидеть в гамма-лучах, как зарождается черная дыра. Липунов подчеркивает, что событие видно и в обычном оптическом диапазоне, но только если навести телескоп на нужный участок неба в первые десятки секунд, пока свечение не угасло. Скорость здесь решает все.
В апреле 2024 года в журнале Nature Astronomy вышли результаты, хорошо укладывающиеся в модель быстрого вращения. Наблюдения гамма-всплеска GRB 221009A с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» позволили разглядеть вспыхнувшую вместе с ним сверхновую. Авторы пришли к выводу, что источником всплеска действительно стал коллапс быстро вращающейся массивной звезды.
Команда Липунова как раз охотится за быстрыми сигналами. В препринте, опубликованном на платформе arXiv в декабре 2024 года, ученые напоминают: именно роботизированные сети телескопов способны первыми засекать яркие ранние оптические послесвечения. Липунов гордится достигнутым: его группа отправляет от 500 до 700 оповещений в год, а в случае одного из всплесков их астрономическая телеграмма пришла на сервер NASA первой в мире. По его словам, в этом направлении они оказались лидерами, и мало какая другая область науки может похвастаться столь же безоговорочным первенством.
