Астрономи спостерігали, схоже, безшумне формування чорної діри в галактиці Андромеди, що стало одним із найчіткіших підтверджень того, що зірки можуть колапсувати в ці гравітаційні пастки без драматичних вибухів наднових, які традиційно очікувалися. Відкриття, засноване на аналізі даних місії NASA NEOWISE, кидає виклик колишнім уявленням про формування чорних дірок і припускає, що вони можуть бути більш поширеними, ніж вважалося раніше.
Раптове Зникнення Зірки
Зірка, позначена як M31-2014-DS1, знаходилася приблизно за 2,5 мільйони світлових років від Землі. Спочатку вона світила приблизно в 100 000 разів яскравіше за наше Сонце, порівняно з добре відомим червоним надгігантом Бетельгейзе в сузір’ї Оріона. Протягом десятиліття, починаючи приблизно з 2014 року, зірка неухильно тьмяніла, а до 2023 року фактично зникла, зменшившись до однієї десятитисячної своєї початкової яскравості. Команда під керівництвом астронома Колумбійського університету Кишалая Де спочатку помітила аномалію під час перегляду архівних даних NEOWISE.
“Зірки такої яскравості і маси просто так у темряву не зникають”, – згадує Де момент, коли наступні спостереження в обсерваторії Кека на Гаваях не виявили жодних слідів зірки. Подальша перевірка за допомогою космічного телескопа “Хаббл” підтвердила зникнення.
Кидаю Виклик Усталеної Теорії
Протягом багатьох років домінувала теорія про те, що чорні дірки утворюються лише в результаті колапсу надзвичайно масивних зірок, що завершується видовищною надновою. Однак M31-2014-DS1 важила всього 13 мас нашого Сонця – відносно мало за типовими стандартами формування чорних дірок. Це порушує питання, що зірки помірного розміру можуть тихо колапсувати під своєю гравітацією, формуючи чорні дірки без насильницького викиду матерії.
Наслідки значні: якщо зірка такого розміру може стати чорною діркою без наднової, то у Всесвіті, ймовірно, набагато більше чорних дір, ніж оцінювалося раніше. Це змінює наше розуміння еволюції зірок і популяції чорних дір в галактиках.
Що залишилося позаду?
Колапс, мабуть, стався швидко, можливо протягом кількох годин. Те, що залишилося, — це не сама зірка, а слабке інфрачервоне свічення пилу і газу, що обертається навколо чорної діри, що утворилася. Цей матеріал обертається занадто швидко, щоб впасти прямо всередину, утворюючи диск, що обертається, який повільно підживлюватиме чорну дірку з плином часу — як вода, що закручується в злив.
Майбутні спостереження
Протягом наступних десятиліть очікується, що ця інфрачервона сигнатура згасатиме в міру того, як уламки, що залишилися, спірально затягуватимуться всередину. Відносна близькість галактики Андромеди означає, що цей процес залишиться видимим для потужних обсерваторій, як-от космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). Хоча пряме зображення самої чорної діри в даний час виходить за рамки наших технологічних можливостей, астрономи припускають, що в міру очищення навколишнього газу можуть з’явитися рентгенівські високоенергетичні промені, що забезпечують подальше підтвердження.
Це відкриття надає новий метод ідентифікації подібних подій: замість моніторингу мільярдів зірок на предмет раптових зникнень астрономи тепер можуть шукати короткочасні інфрачервоні спалахи, які можуть бути ознакою тихого колапсу, що насувається.
** Зникла зірка в Андромеді пропонує унікальний погляд на смерть зірок, припускаючи, що чорні дірки можуть формуватися більш тонкими способами, ніж вважалося раніше, і що їх у Всесвіті набагато більше, ніж ми будь-коли припускали.**
