Астрономи вперше безпосередньо спостерігали схлопування масивної зірки в чорну дірку без вибуху наднової — давно гіпотетичне явище, тепер підтверджене архівними даними місії NEOWISE (NASA) та подальшими спостереженнями. Це відкриття ставить під сумнів попередні припущення про неминучу вибухову смерть надгігантських зірок і дає важливі відомості про формування чорних дірок.
Зникла Зірка: M31-2014-DS1
Зірка, позначена як M31-2014-DS1, розташовувалась у прилеглій галактиці Андромеди. У період з 2017 по 2022 рік вона зазнала різкого і сталого потемніння, потьмянівши в 10 000 разів у видимому світлі та в 10 разів у загальному випромінюванні. На відміну від типових наднових, що яскраво спалахують перед загасанням, ця зірка просто зникла з поля зору. Подальші спостереження з допомогою телескопа Хаббла і наземних обсерваторій виявили лише слабке, червоне залишкове світіння, сильно оповите пилом — примарне відлуння її колишнього блиску.
Це важливо, тому що припускає, що не всі масивні зірки закінчують своє життя у видовищних вибухах. Натомість деякі колапсують прямо в чорні дірки, процес, який раніше теоретизувався, але рідко спостерігався.
Невдалі Наднові та Роль Конвекції
Дослідницька група під керівництвом Кішалая Де з Колумбійського університету ідентифікувала іншу зірку, NGC 6946-BH1, яка демонструє аналогічний патерн. Це спричинило ключове розуміння: зовнішні шари зірки не впали всередину негайно. Натомість критичну роль відіграла конвекція — рух гарячих та холодних газів усередині зірки.
Колапс ядра не спровокував наднову, оскільки внутрішня конвекція зірки запобігла негайному стиску зовнішніх шарів. Гази, що швидко рухаються, утворили обертовий диск навколо чорної діри, що зароджується, повільно акрецюючи матеріал протягом десятиліть, а не місяців. Цей процес створює помітне інфрачервоне посилення через утворення пилу, який залишається помітним ще довго після зникнення зірки.
Наслідки для Формування Чорних Дір
Це відкриття має ширші наслідки розуміння еволюції зірок і демографії чорних дір. Дані показують, що доля масивних зірок не зумовлена. Зірки з аналогічною масою можуть вибухнути як наднові, або колапсувати безпосередньо в чорні дірки, залежно від складної внутрішньої динаміки, що включає гравітацію, тиск газу і ударні хвилі.
“Різке і стійке згасання цієї зірки дуже незвичайно і говорить про те, що наднова не сталася, що призвело до колапсу ядра зірки безпосередньо в чорну дірку”, – заявив доктор Де. Більш повільний темп акреції, викликаний конвективним матеріалом, також означає, що чорні діри, що утворилися, можуть бути виявлені протягом більш тривалих періодів часу, ніж передбачалося раніше.
Результати, опубліковані в журналі Science, є поворотним кроком уперед у нашому розумінні того, як формуються чорні діри. Пряме спостереження цього процесу дозволяє астрономам уточнити свої моделі та краще прогнозувати популяцію чорних дірок зоряної маси в галактиках за межами нашої власної.
Дослідження підкреслює, що всесвіт набагато нюансованіший, ніж будь-коли вважалося — навіть смерть зірок може спростовувати очікування.
