Одна з найяскравіших зірок у галактиці Андромеди безшумно колапсувала в чорну діру, не демонструючи жодних “ефектів”, притаманних вибухам наднових. Ще більш вражаючим це відкриття робить те, що перші ознаки трансформації були помічені ще в 2014 році. Ці дані є важливими для розуміння різних механізмів утворення чорних дір після загибелі масивної зірки, повідомляє Science Alert.
“Це, напевно, найвражаюче відкриття в моєму житті. Докази зникнення зірки були збережені в загальнодоступних архівних даних, і ніхто не звертав на це уваги протягом багатьох років, поки ми їх не виявили”, — зазначив астроном Кішалай Де з Колумбійського університету в США, який очолював дослідження.
Смерть зірки, маса якої перевищує масу Сонця, зазвичай не відбувається безшумно. Як тільки ядерний синтез у ядрі перестає генерувати достатній зовнішній тиск, що протидіє внутрішній силі гравітації, ядро колапсує. В результаті може виникнути потужний ударний фронт, який розриває зірку зсередини і викликає вибух наднової. Він викидає зовнішні шари зірки, тоді як ядро перетворюється або на нейтронну зірку, або на чорну діру.
Проте це не єдиний шлях, яким може відбуватися така трансформація. У деяких випадках зовнішня ударна хвиля затихає. Замість того, щоб розірвати зірку на частини, вибух зникає, і речовина врешті-решт падає назад на новостворену чорну діру. Це менш драматичний процес, ніж вибух наднової, тому свідчення його існування вдається виявити рідко.
“На відміну від виявлення наднових, що є простим, оскільки наднова затьмарює всю свою галактику протягом кількох тижнів, виявлення окремих зірок, які зникають без вибуху, є надзвичайно складним”, — зазначив Де.
Раніше було відомо лише про одну таку подію. Тепер вчені виявили ще одну. M31-2014-DS1 — це надгігантська зірка, маса якої спочатку становила приблизно 13 сонячних мас, і вона яскраво світила навіть на відстані 2,5 мільйона світлових років між Чумацьким Шляхом і Андромедою.
У 2014 році телескоп NASA NEOWISE зафіксував раптове збільшення її світіння в інфрачервоному спектрі. Протягом двох років її яскравість зросла на 50%. У період з 2016 по 2022 рік її яскравість різко зменшилася, і до 2023 року вона повністю зникла з поля зору в оптичному діапазоні.
Але потьмяніло не лише видиме випромінювання: загальна яскравість зірки в усіх спектрах зменшилася щонайменше в 10 разів. Сьогодні її можна виявити лише в середньому інфрачервоному діапазоні, де її яскравість становить приблизно десяту частину від колишньої інфрачервоної яскравості.
“Ця зірка колись була однією з найяскравіших у галактиці Андромеди, а тепер її не видно. Уявіть, якби зірка Бетельгейзе раптово зникла. Усі б збожеволіли! Те ж саме сталося і з цією зіркою в галактиці Андромеди”, — зазначив Де.
Різке зменшення яскравості в усіх діапазонах хвиль свідчить про те, що зниження яскравості не сталося через пил, як це було з Бетельгейзе у 2019 році. Це вказує на те, що вся енергетична потужність зірки різко зменшилася, що узгоджується з припиненням термоядерного синтезу.
“Різке і стійке зменшення яскравості цієї зірки є дуже незвичайним і вказує на те, що наднова не відбулася, що призвело до колапсу ядра зірки безпосередньо в чорну діру. Довгий час вважалося, що зірки з такою масою завжди вибухають як наднові. Той факт, що цього не сталося, припускає, що зірки з такою ж масою можуть як успішно вибухати, так і не вибухати, можливо, через те, як гравітація, тиск газу та потужні ударні хвилі взаємодіють хаотично одна з одною всередині вмираючої зірки”, — сказав Де.
За розрахунками вчених, в результаті утворилася чорна діра з масою приблизно в п’ять сонячних мас і горизонтом подій діаметром близько 30 кілометрів.
Раніше дослідники виявили чорну діру, яка “воскресла” через 100 мільйонів років “сну”. За словами вчених, вона розташована в центрі гігантської галактики, яка випромінює надзвичайно потужні радіохвилі.