|
Свечение звезды до рождения черной дыры
|
|
|
|
В 2014 году телескоп НАСА наблюдал, как инфракрасный свет, излучаемый массивной звездой в галактике Андромеды, постепенно становился ярче. Звезда светилась в инфракрасном диапазоне более интенсивно в течение примерно трех лет, прежде чем резко потускнеть и исчезнуть, оставив после себя слой пыли. Хотя в то время телескоп зафиксировал это явление, ученым потребовались годы, чтобы его заметить.
|
|
|
|
Теперь у исследовательской группы, возглавляемой Кишалаем Де, профессором астрономии из Колумбийского университета, есть объяснение тому, что они увидели: это был коллапс звезды, в результате которого образовалась черная дыра — событие, которое астрономы ожидали десятилетиями, но у них было мало убедительных наблюдательных доказательств. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.
|
|
|
|
Звезда, по-видимому, подверглась прямому коллапсу, превратившись в черную дыру без предварительного взрыва и превращения в сверхновую, что долгое время считалось обычным способом превращения звезд в черные дыры.
|
|
|
|
"Это, вероятно, было самым удивительным открытием в моей жизни", - сказал Де. "Доказательства исчезновения звезды хранились в открытых архивных данных, и никто не замечал их в течение многих лет, пока мы не обнаружили их".
|
|
|
|
|
|
|
Звезда, массивный сверхгигант с низким содержанием водорода, названная M31-2014-DS1, находилась в галактике Андромеды, которая является ближайшей крупной галактикой к Млечному Пути, и примерно в 2,5 миллионах световых лет от Земли. Когда звезда только сформировалась, ее масса примерно в 13 раз превышала массу Солнца. На момент своей смерти она была почти в пять раз больше массы Солнца, так как при жизни потеряла большую часть своей массы из-за сильных ветров.
|
|
|
|
"Резкое и продолжительное угасание этой звезды очень необычно и предполагает, что сверхновой не произошло, что привело к коллапсу ядра звезды непосредственно в черную дыру", - сказал Де.
|
|
|
|
"Долгое время считалось, что звезды с такой массой всегда взрываются как сверхновые", - сказал Де. "Тот факт, что этого не произошло, говорит о том, что звезды с одинаковой массой могут успешно взрываться, а могут и не взрываться, возможно, из-за того, как гравитация, давление газа и мощные ударные волны хаотично взаимодействуют друг с другом внутри умирающей звезды".
|
|
|
|
То, каким образом звезда превратилась в черную дыру, говорит о том, что в конце своей жизни ее внутреннее ядро не было вытолкнуто при обычном взрыве сверхновой, а вместо этого подверглось полному внутреннему коллапсу.
|
|
|
|
Процесс прямого коллапса, возможно, уже наблюдался однажды, примерно в 2010 году, в галактике NGC 6946, которая находится примерно в 10 раз дальше от этой звезды. Но ее точная природа была неясна и вызывала споры, потому что она была в 100 раз слабее, и о ней не было данных такого высокого качества.
|
|
|
|
"Мы знали, что черные дыры должны образовываться из звезд. Благодаря этим двум новым событиям мы можем наблюдать, как это происходит, и по ходу дела узнаем много нового о том, как работает этот процесс", - сказал Морган Маклеод, преподаватель астрономии в Гарварде, который был соавтором статьи.
|
|
|
|
Впервые теория о черных дырах была выдвинута более 50 лет назад, и сегодня мы знаем о десятках таких источников в нашей галактике и сотнях таких источников, обнаруженных в результате наблюдений гравитационных волн в отдаленной Вселенной. Однако ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, какие звезды превращаются в черные дыры и как протекает этот процесс.
|
|
|
|
Это открытие дает наиболее четкое представление об этом и указывает на то, что такого рода звездные коллапсы могут происходить чаще, чем думали ученые.
|
|
|
|
Команда обнаружила звезду, проанализировав архивные данные миссии НАСА NEOWISE. Они использовали предсказание 1970-х годов, согласно которому, когда звезда подвергается прямому коллапсу, она оставляет после себя слабое инфракрасное свечение, вызванное предсмертным вздохом звезды, которая сбрасывает свои внешние слои и покрывается пылью.
|
|
|
|
Они провели крупнейшее из когда-либо проводившихся исследований переменных инфракрасных источников, отслеживая каждую звезду в Млечном Пути и других локальных галактиках в поисках этих событий, и в итоге наткнулись на M31-2014-DS1. Дальнейший анализ показал, что звезда идеально соответствует их прогнозам.
|
|
|
|
"В отличие от поиска сверхновых, который прост, потому что сверхновая на несколько недель затмевает всю свою галактику, найти отдельные звезды, которые исчезают, не вызывая взрыва, чрезвычайно сложно", - сказал Де.
|
|
|
|
"Для нас стало шоком узнать, что массивная звезда, по сути, исчезла (и умерла) без взрыва, и никто не замечал этого в течение более чем пяти лет", - сказал Де. "Это действительно влияет на наше понимание того, как происходит массовая гибель звезд во Вселенной. Это говорит о том, что все это может тихо происходить где-то там и легко остаться незамеченным".
|
|
|
|
Источник
|
