Астрономы впервые напрямую наблюдали схлопывание массивной звезды в чёрную дыру без взрыва сверхновой — давно гипотетическое явление, теперь подтвержденное архивными данными миссии NEOWISE (NASA) и последующими наблюдениями. Это открытие ставит под сомнение предыдущие предположения об неизбежной взрывной смерти сверхгигантских звезд и дает важные сведения о формировании черных дыр.
Исчезающая Звезда: M31-2014-DS1
Звезда, обозначенная как M31-2014-DS1, располагалась в близлежащей галактике Андромеды. В период с 2017 по 2022 год она претерпела резкое и устойчивое потемнение, потускнев в 10 000 раз в видимом свете и в 10 раз в общем излучении. В отличие от типичных сверхновых, которые ярко вспыхивают перед затуханием, эта звезда просто исчезла с поля зрения. Последующие наблюдения с помощью телескопа Хаббла и наземных обсерваторий выявили лишь слабое, красноватое остаточное свечение, сильно окутанное пылью — призрачное эхо ее былого блеска.
Это важно, потому что предполагает, что не все массивные звезды заканчивают свою жизнь в зрелищных взрывах. Вместо этого некоторые коллапсируют прямо в черные дыры, процесс, который ранее теоретизировался, но редко наблюдался.
Неудавшиеся Сверхновые и Роль Конвекции
Исследовательская группа под руководством Кишалая Де из Колумбийского университета идентифицировала другую звезду, NGC 6946-BH1, демонстрирующую аналогичный паттерн. Это привело к ключевому пониманию: внешние слои звезды не упали внутрь немедленно. Вместо этого критическую роль сыграла конвекция — движение горячих и холодных газов внутри звезды.
Коллапс ядра не спровоцировал сверхновую, поскольку внутренняя конвекция звезды предотвратила немедленное сжатие внешних слоев. Быстро движущиеся газы образовали вращающийся диск вокруг зарождающейся черной дыры, медленно аккрецируя материал в течение десятилетий, а не месяцев. Этот процесс создает заметное инфракрасное усиление из-за образования пыли, которая остается заметной еще долго после исчезновения звезды.
Последствия для Формирования Черных Дыр
Это открытие имеет более широкие последствия для понимания эволюции звезд и демографии черных дыр. Данные показывают, что судьба массивных звезд не предопределена. Звезды с аналогичной массой могут либо взорваться как сверхновые, либо коллапсировать непосредственно в черные дыры, в зависимости от сложной внутренней динамики, включающей гравитацию, давление газа и ударные волны.
«Резкое и устойчивое затухание этой звезды очень необычно и говорит о том, что сверхновая не произошла, что привело к коллапсу ядра звезды непосредственно в черную дыру», — заявил доктор Де. Более медленный темп аккреции, вызванный конвективным материалом, также означает, что образовавшиеся черные дыры могут быть обнаруживаемы в течение более длительных периодов времени, чем предполагалось ранее.
Результаты, опубликованные в журнале Science, представляют собой поворотный шаг вперед в нашем понимании того, как формируются черные дыры. Прямое наблюдение этого процесса позволяет астрономам уточнить свои модели и лучше прогнозировать популяцию черных дыр звездной массы в галактиках за пределами нашей собственной.
Исследование подчеркивает, что вселенная гораздо более нюансирована, чем когда-либо считалось — даже смерть звезд может опровергать ожидания.
