Astronomowie odnaleźli w starych danych obserwacyjnych dowody na to, że jedna z gwiazd w galaktyce M 31 zapadła się do czarnej dziury bez wybuchu supernowej, informuje NASA. Wyniki badań opublikowano w „Science”.
Gdy masywna gwiazda kończy swoje życie, zwykle wybucha w eksplozji, którą astronomowie nazywają supernową. Jądro gwiazdy zapada się, emitowana jest fala neutrin, zewnętrzne warstwy też opadają, ale odbijają się od jądra i zostają odrzucone – obserwujemy to jako wybuch, którego jasność może przewyższyć blask całej galaktyki.
Jednak teoria przewiduje, że mogą być sytuacje zapadnięcia się gwiazdy do czarnej dziury bez wybuchu supernowej. Właśnie taki przypadek zaobserwował w 2014 roku amerykański teleskop kosmiczny pracujący w podczerwieni, znany jako NEOWISE (drugi etap projektu WISE). Odległa o 2,5 miliona lat świetlnych gwiazda w galaktyce Andromedy (M 31), oznaczona jako M31-2014-DS1, nagle zniknęła, pozostawiając po sobie obłok gorącego gazu i pyłu.
W „Science” ukazała się publikacja analizująca archiwalne dane z NEOWISE i innych teleskopów z okresu od 2005 do 2023 roku. Zespołem badawczym kierował Kishalay De, astronom z Uniwersytetu Kolumbii w Nowym Jorku. Dokładnie przeanalizowano, jak narodziła się czarna dziura w procesie „nieudanej” supernowej.
Kishalay De wskazał, że to najbardziej zaskakujące odkrycie w jego życiu, dowody zniknięcia gwiazdy znajdowały się bowiem w publicznym archiwum danych i nikt ich nie zauważył przez lata.
Dane pokazały, że w 2014 roku gwiazda M31-2014-DS1 pojaśniała w podczerwieni, ale w 2023 roku jej blask w zakresie widzialnym osłabł ponad 10 tysięcy razy. Gwiazda była nadolbrzymem ubogim w wodór. W momencie swojego powstania miała prawdopodobnie 13 mas Słońca, a w chwili śmierci około 5 mas Słońca. Większość materii utraciła wcześniej w toku swojej ewolucji, poprzez intensywne wiatry gwiazdowe.
– Od dawna zakłada się, że gwiazdy o tej masie zawsze wybuchają jako supernowe. Skoro ta tego nie zrobiła, mamy mocną sugestię, że gwiazdy o takiej samej masie mogą, ale nie muszą udanie eksplodować. Być może z powodu tego, jak grawitacja, ciśnienie gazu i fale uderzeniowe oddziałują w chaotyczny sposób ze sobą wewnątrz umierającej gwiazdy – tłumaczy Kishalay De.
Ustalono, iż pojaśnienie w podczerwieni mogło zostać spowodowane utratą przez gwiazdę jej najbardziej zewnętrznych warstw. Fala uderzeniowa była słaba i większość materii zapadła się pod własną grawitacją, tworząc czarną dziurę.
Proces bezpośredniego zapadnięcia się gwiazdy, bez wybuchu supernowej, mógł być już obserwowany około 2010 roku w położonej około dziesięć razy dalej galaktyce NGC 6946. Jednak nie ma co do tego pewności, dane były bowiem zdecydowanie gorszej jakości.
W jaki sposób naukowcy natrafili na przypadek M31-2014-DS1 w danych archiwalnych? Zastosowano przewidywania z lat siedemdziesiątych, wskazujące, że gdy zajdzie bezpośredni kolaps gwiazdy, powinna być widoczna słaba poświata od jej utraconych zewnętrznych warstw i pyłu. Okazało się, że to, co stało się z gwiazdą M31-2014-DS1, pasuje do tego modelu. (PAP)
cza/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
