Астрономы впервые наблюдали коллапс массивной звезды непосредственно в чёрную дыру без взрыва сверхновой — теоретический исход, который ранее считался относительно распространённым, но редко наблюдался на практике. Открытие, сделанное в галактике Андромеды (M31), бросает вызов общепринятому пониманию смерти звёзд и предполагает, что многие подобные события могут оставаться незамеченными.
Неожиданное Исчезновение
В 2014 году NASA’s Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) зафиксировал яркое свечение в инфракрасном свете сверхгиганта, теперь обозначенного как M31-2014-DS1. Спустя годы команда под руководством Кишалая Де из Колумбийского университета пересмотрела архивные данные NEOWISE и обнаружила, что звезда не просто потускнела, а исчезла. За два года её яркость в среднем инфракрасном диапазоне увеличилась на 50%, затем быстро угасла, став невидимой в оптическом свете к 2023 году.
Это не просто затухание звезды; это подтверждённое исчезновение. Наблюдения космического телескопа «Хаббл» в 2022 году также не показали ничего в видимом свете, при этом в последующих спектроскопических исследованиях обсерватории Кека был обнаружен лишь слабый источник в ближнем инфракрасном диапазоне. Угасание было драматичным: стократное уменьшение яркости в оптическом диапазоне между 2016 и 2019 годами.
Почему Это Важно: Переосмысление Звёздной Эволюции
Стандартная модель предсказывает, что звёзды такого размера (примерно 13 солнечных масс в начале, уменьшенных до 5 за счёт звёздного ветра) должны взрываться как сверхновые. Неспособность сделать это указывает на то, что некоторые звёзды коллапсируют непосредственно в чёрные дыры, и этот процесс может быть более частым, чем считалось ранее. Это открытие подразумевает, что инвентаризация смерти звёзд во Вселенной неполна, и многие чёрные дыры формируются молча, незамеченными современными обзорами.
Механизм этого коллапса основан на нейтрино. Когда массивная звезда исчерпывает своё топливо, её ядро коллапсирует, высвобождая нейтрино. Эти частицы могут вызывать ударные волны, которые либо запускают взрыв сверхновой, либо, если они достаточно слабые, позволяют внешним слоям звезды упасть внутрь, образуя чёрную дыру без яркой вспышки сверхновой.
Второй Кандидат: N6946-BH1
Это не единичный случай. Подобный кандидат, N6946-BH1 в галактике NGC 6946 (в 25 миллионах световых лет от нас), был обнаружен в 2010 году. Однако из-за большего расстояния данные по N6946-BH1 менее точны. Наблюдение в Андромеде предоставляет более убедительные доказательства и подтверждает существование этих «неудачных сверхновых».
Поиски Продолжаются: Будущие Перспективы
Обнаружение этих чёрных дыр, образовавшихся путём прямого коллапса, является сложной задачей. Сверхновые легко заметить; они затмевают целые галактики в течение недель. Прямые коллапсы, однако, незаметны и требуют тщательного анализа архивных данных. Открытие M31-2014-DS1 показывает, сколько скрытой информации содержится в существующих астрономических архивах.
Предстоящая обсерватория Vera Rubin, с её десятилетним Legacy Survey of Space and Time, может обнаружить гораздо больше подобных событий. До тех пор астрономы будут продолжать изучать существующие данные, надеясь найти другие звёзды, которые тихо погрузились в небытие.
«Оказывается, шокирующим, что массивная звезда в основном исчезла (и умерла) без взрыва, и никто этого не заметил более пяти лет», — говорит ведущий автор Кишалай Де. «Это действительно влияет на наше понимание инвентаризации смерти массивных звёзд во Вселенной».
