Звезда изчезна мистериозно, а на нейно място се появи черна дупка

Астрономи за пръв път наблюдават как масивна звезда пропуска експлозията, която обичайно бележи края на съществуването ѝ, и директно се превръща в черна дупка. Това откритие поставя под въпрос разбирането ни за звездните експлозии или свръхнови – феномени, при които масивни звезди завършват живота си с грандиозна експлозия, оставяйки след себе си черна дупка или неутронна звезда.

Проучването, ръководено от Кишалай Де от Института за астрофизика и космически изследвания към MIT, описва случай на звезда в галактиката Андромеда (M31), която в края на своето съществуване не се взривява, а колабира директно в черна дупка. В продължение на хиляда дни светлината ѝ остава стабилна, но след това рязко намалява и през 2023 г. вече не е видима в наблюдения с дълбоко оптично и инфрачервено заснемане.

"Неуспешна" свръхнова – феноменът, който обърква учените

Обичайно, масивните звезди балансират между натиска на ядрената енергия, произведена от термоядрения синтез, и собствената си гравитация. Когато изразходват горивото си, натискът на термоядрения синтез отслабва и гравитацията взема връх, водейки до експлозия – процес, известен като свръхнова. При M31-2014-DS1 обаче този процес не се случва, като вместо това звездата колабира в черна дупка.

A Star Disappeared in Andromeda, Replaced by a Black Hole https://t.co/mUW5oRI4QS a través de @universetoday

— Astronomía Facil (@AstronomiaFacil) November 9, 2024

Астрономите обясняват, че „неуспешните“ свръхнови са резултат от така наречения „неутрино шок“. В ядрото на звездата, електроните и протоните се обединяват, образувайки неутрони и неутрино – частици, които освобождават огромна енергия. Тази енергия би трябвало да създаде шокова вълна и експлозия. Ако този шок не се възстанови, обаче, звездата не експлодира, а колабира в черна дупка, както е в случая с M31-2014-DS1.

Други наблюдавани случаи на "неуспешни" свръхнови

Подобни „пропуснати“ свръхнови са рядкост, но вече са документирани поне два потвърдени случая. Първият е през 2009 г., когато червена супергигантска звезда в галактиката NGC 6946, наречена N6946-BH1, също колабира директно в черна дупка. Според някои изследвания, между 20% и 30% от масивните звезди може да завършат живота си по подобен начин – без светлинен спектакъл, а със зловещо изчезване от небето.

Настоящото изследване поставя нови въпроси за еволюцията на звездите и тяхното поведение в крайните етапи от живота им, подчертавайки колко малко всъщност знаем за сложните процеси, довеждащи до свръхнови и раждането на черни дупки.