Звезда, пойманная при падении прямо в черную дыру

Звезда, пойманная при падении прямо в черную дыру

В конце своей жизни массивная звезда превратилась в чёрную дыру, не взорвавшись при этом как сверхновая, что позволило астрономам по-новому взглянуть на загадочное происхождение чёрных дыр.

Обедненная водородом звезда-сверхгигант M31-2014-DS1 находилась примерно в 2,5 миллионах световых лет от Земли в галактике Андромеды. Ее масса была примерно в 13 раз больше массы Солнца, но к моменту смерти она сократилась до 5 солнечных масс, потеряв большую часть своей массы из-за мощных ветров.

Некоторые массивные звезды заканчивают свою жизнь взрывом. При коллапсе ядра внешние слои звезды (звездная оболочка) выбрасываются в результате яркого взрыва сверхновой.

Не M31-2014-DS1.

Анализ данных наземных и космических телескопов показал, что в 2014 году звезда начала сильнее светиться в инфракрасном спектре. В 2016 году ее яркость упала намного ниже первоначального уровня всего за год. К 2023 году звезда практически исчезла из видимого и ближнего инфракрасного спектра. Оставшаяся оболочка из пыли, яркость которой составляет всего одну десятую от первоначальной, видна только в среднем инфракрасном диапазоне.

«Эта звезда когда-то была одной из самых ярких в Галактике Андромеды, а теперь ее не видно. Представьте, что звезда Бетельгейзе внезапно исчезла. Все бы сошли с ума!» — говорит ведущий автор нового исследования Кишалай Де, младший научный сотрудник Института Флэтайрон в США.

«Резкое и продолжительное угасание этой звезды — явление очень необычное. Оно указывает на то, что сверхновая не образовалась, а ядро звезды коллапсировало прямо в черную дыру.

«Долгое время считалось, что звезды с такой массой всегда взрываются как сверхновые. Тот факт, что этого не произошло, говорит о том, что звезды с такой же массой могут взрываться, а могут и не взрываться — возможно, из-за того, что гравитация, давление газа и мощные ударные волны хаотично взаимодействуют друг с другом внутри умирающей звезды».

«В отличие от поиска сверхновых, которое не представляет сложности, поскольку сверхновая на несколько недель затмевает всю свою галактику, найти отдельные звезды, которые исчезают без взрыва, чрезвычайно трудно».

Команда обнаружила M31-2014-DS1, проанализировав переменные инфракрасные источники в архивных данных, собранных в рамках миссии НАСА по широкоугольному инфракрасному исследованию околоземных объектов (NEOWISE).

«Мы уже почти 50 лет знаем о существовании черных дыр, но до сих пор не до конца понимаем, какие звезды превращаются в черные дыры и как это происходит», — говорит Де.

«Свет от пылевых частиц, окружающих новорожденную черную дыру, будет виден в течение десятилетий на уровне чувствительности таких телескопов, как космический телескоп «Джеймс Уэбб», потому что он будет очень медленно угасать. Возможно, это станет отправной точкой для понимания того, как во Вселенной формируются звездные черные дыры».

Исследование опубликовано в журнале Science.