Astronomové poprvé přímo pozorovali kolaps masivní hvězdy do černé díry bez výbuchu supernovy, což je dlouho hypotetický jev, který nyní potvrdily archivované údaje z mise NEOWISE NASA a následná pozorování. Tento objev zpochybňuje předchozí předpoklady o nevyhnutelné explozivní smrti superobřích hvězd a poskytuje důležitá vodítka o vzniku černých děr.
Vanishing Star: M31-2014-DS1
Hvězda s označením M31-2014-DS1 se nacházela v blízké galaxii Andromeda. Mezi lety 2017 a 2022 prošel ostrým a trvalým ztmavením, ve viditelném světle se ztlumil 10 000 a v celkovém vyzařování 10krát. Na rozdíl od typických supernov, které před pohasnutím jasně vzplanou, tato hvězda jednoduše zmizela z dohledu. Následná pozorování pomocí HST a pozemních observatoří odhalila pouze slabou, načervenalou zbytkovou záři, silně zahalenou prachem – strašidelnou ozvěnu její dřívější brilantnosti.
To je důležité, protože to naznačuje, že ne všechny hmotné hvězdy končí svůj život ve velkolepých explozích. Místo toho se některé zhroutí přímo do černých děr, což je proces, který byl dříve teoretizován, ale pozorován jen zřídka.
Neúspěšné supernovy a role konvekce
Výzkumný tým vedený Kishalaya De z Kolumbijské univerzity identifikoval další hvězdu, NGC 6946-BH1, vykazující podobný vzor. To vedlo ke klíčovému poznání: vnější vrstvy hvězdy nespadly dovnitř okamžitě. Místo toho hrála rozhodující roli konvekce – pohyb horkých a studených plynů uvnitř hvězdy.
Zhroucení jádra nespustilo supernovu, protože vnitřní konvekce hvězdy zabránila okamžitému zhroucení vnějších vrstev. Rychle se pohybující plyny vytvořily rotující disk kolem rodící se černé díry a pomalu narůstaly materiál během desetiletí, nikoli měsíců. Tento proces vytváří znatelné zesílení infračerveného záření v důsledku tvorby prachu, který zůstává viditelný ještě dlouho poté, co hvězda zmizí.
Důsledky pro vznik černých děr
Tento objev má širší důsledky pro pochopení vývoje hvězd a demografie černých děr. Data ukazují, že osud hmotných hvězd není předem určen. Hvězdy s podobnou hmotností mohou buď explodovat jako supernovy, nebo kolabovat přímo do černých děr, v závislosti na složité vnitřní dynamice zahrnující gravitaci, tlak plynu a rázové vlny.
“Ostrý a trvalý rozpad této hvězdy je velmi neobvyklý a naznačuje, že supernova nenastala, což má za následek kolaps hvězdného jádra přímo do černé díry,” řekl Dr. De. Nižší rychlost narůstání způsobená konvekčním materiálem také znamená, že výsledné černé díry mohou být detekovatelné po delší dobu, než se dříve myslelo.
Výsledky publikované v časopise Science představují zásadní krok vpřed v našem chápání toho, jak vznikají černé díry. Přímé pozorování tohoto procesu umožňuje astronomům vylepšit jejich modely a lépe předpovídat populaci hvězdných černých děr v galaxiích mimo naši vlastní.
Studie zdůrazňuje, že vesmír je mnohem jemnější, než jsme si kdy mysleli – dokonce i smrt hvězd může překonat očekávání.
