Научници су видели како се нешто спектакуларно одвија у Андромеди, нашој суседној спиралној галаксији, удаљеној око 2,5 милиона светлосних година од Земље. Спектакуларни део је заправо оно што они није видите: уместо да експлодира као сјајна супернова, изгледа да је масивна звезда једноставно нестала.
Овај случај „сада видиш, сад не видиш“ није неки космички магични трик; изгледа да се рађа црна рупа, непосредно пред нашим далеко гледаним очима. Опсервација може представљати неуспелу супернову – веома тражено откриће због помало непријатне чињенице: упркос текућој ренесанси у студијама црних рупа које су револуционисале наше разумевање ових мистериозних објеката, чак и сада, нико заиста не зна како се формирају.
Научници се надају да би хватање црне рупе баш када излази из умируће звезде то могло да промени.
О подршци научном новинарству
Ако уживате у овом чланку, размислите о томе да подржите наше награђивано новинарство претплата. Куповином претплате помажете да се обезбеди будућност упечатљивих прича о открићима и идејама које данас обликују наш свет.
Астрономи знају да звезде од око осам соларних маса или више на крају колабирају под сопственом тежином када им понестане термонуклеарног горива у језгру. Прекривени слојеви падају унутра, сабијајући језгро у куглу неутрона величине града — неутронску звезду — и одбијајући се напоље од језгра у ударним таласима који тресу звезде. Звезда експлодира као супернова када ударни таласи стигну до површине, остављајући голу неутронску звезду иза себе.
Али из разлога који су и даље мутни, унутар најмасивнијих звезда овај уништавајући ударни талас понекад нестаје, осујећујући супернову. Звезда остаје наизглед нетакнута – све док, осуђена на пропаст гравитацијом, њена незаустављива имплозија не створи црну рупу на њеном месту.
Андромедина звезда у нестајању не би била први пут да су астрономи пријавили да виде црну рупу рођену без супернове, али би то био најближи, најбољи кандидат икада виђен.
„Најежио сам се када сам видео да нестаје у мраку.“ — Кишалај Де, астрофизичар
Барем, то је закључак студије коју су водили астрофизичар са Универзитета Колумбија Кисхалаи Де и објављено данас ин Наука. Године 2022. Де и његове колеге су почели да траже неуспеле супернове међу оближњим галаксијама користећи архивске податке из НАСА-ине мисије Инфрацрвеног истраживања широког поља близу Земље (НЕОВИСЕ), инфрацрвеног свемирског телескопа који је мапирао небо од 2009. до 2009. до 23.2024. године. смештена у Андромеди (такође позната као Месије 31 или М31): жута супергигантска звезда десетак пута тежа од нашег Сунца која се осветлила почевши од 2014. пре него што је избледела, потпуно нестала из видокруга НЕОВИСЕ-а до 2022. Тим је звезду назвао М31-2014-2014.
„Најежио сам се када сам видео како нестаје у мраку“, присећа се Де.
Астрономи су проценили да је вероватноћа да се неуспела супернова догоди у било којој великој спиралној галаксији једанпут у веку, тако да је откривање једне у суседном суседу Млечног пута било скоро превише добро да би било истинито. Пошто је Андромеда тако популарна астрономска мета, Деов тим би могао да претражи архиве са мноштва других телескопа светске класе да потврди чудан прелаз звезде у инфрацрвеном, оптичком и ултраљубичастом светлу. Још је чудније, уместо да видимо изливање високоенергетског зрачења из новорођене црне рупе која се храни звезданим остацима, подаци свемирског телескопа Хабл из 2022, као и накнадна посматрања са земље обављена 2023, открили су тамну, црвенкасту мрљу на месту где је звезда некада сијала.
Та мрља, каже Де, је вероватно била танко везани најудаљенији слојеви умируће звезде који су се удаљавали док се колабирала. Ситан део тог материјала је вероватно пао назад, запаљен рендгенским зрацима док је цурио у црну рупу; остатак би формирао ширећу, расхладну шкољку прашине која упија светлост, која је слабо сијала од иначе скривеног ватромета који је букнуо дубље у себи. „Ово је предвиђање које постоји већ 50 година“, каже Де — и јесте поткрепљено новим запажањима са свемирским телескопом Џејмс Веб (ЈВСТ) и рендгенском опсерваторијом Цхандра коју су он и његове колеге добили 2024. „Када погледате податке ЈВСТ, све се савршено уклапа“, каже Де. (Та запажања су, међутим, стигла прекасно да би се укључила у истраживачке Наука рада и тек треба да буду рецензирани.)
Након интензивног рачунарског моделирања пропадања звезде, Де и његови коаутори су закључили да је неуспела супернова М31-2014-ДС1 произвела црну рупу од око пет соларних маса која је била заклоњена избаченим облаком гаса и прашине са десетином масе нашег Сунца.
Њихов модел је такође уредно објаснио загонетна запажања претходног најбољег кандидата за неуспелу супернову, НГЦ 6946-БХ1. Открио га је пре више од једне деценије астрофизичар са Државног универзитета у Охају Кристофер Кочанек и његове колеге, овај објекат је теже проучавати јер је око 10 пута удаљенији – а самим тим и око 100 пута слабији – од М31-2014-ДС1.
Кочанек – који није био део Деових студија – слаже се са новим резултатима. Чак и тако, каже он, обједињујући модел тима суочава се са неизбежним проблемом у ослањању на прашину — „једном од најозлоглашенијих уточишта ниткова у астрономији“. То јест, прашина је толико разноврсна да се може користити као објашњење; за скоро сваки скуп збуњујућих астрономских посматрања, нека пажљиво измишљена конфигурација прашине може се призвати да објасни све њене необичне карактеристике. И ова савитљивост сече у оба смера.
Већ је једна друга рецензирана студија довела у питање Деову анализу — иако ни он ни Кочанек не сматрају да је то убедљиво. Предвођена астрофизичарком Емом Беасор са Универзитета Јохн Моорес у Ливерпулу у Енглеској и објављено средином јануара год Месечна обавештења Краљевског астрономског друштва, користи Де-ове податке ЈВСТ и Цхандра да би дошао до потпуно другачијег закључка: М31-2014-ДС1 и НГЦ 6946-БХ1 подједнако могу бити ретки случајеви спајања звезда прекривених прашином – две звезде се сударају и спајају – уместо неуспешног рађања супернове црне рупе.
„Сви су узбуђени што траже неуспеле супернове – укључујући и мене“, каже Беасор. „Али тврдио бих да још увек немамо моделе који дају врло јасна предвиђања о томе како би требало да изгледају. Дакле, пре него што потврдимо један, оно што желим да урадим је да искључим сваки други могући сценарио који би могао да изазове ‘нестанак’ звезде.“
Време ће показати која ће се интерпретација показати тачним, каже Кочанек, јер остаје једно врло јасно предвиђање независно од модела: звездано спајање ће засјати, док ће црна рупа замрачити. „А прашина не може заувек замаглити ствари“, каже он. „У оба ова сценарија, ова прашина је у љусци која се шири, тако да ће се ‘вео’ истањити како се шкољка шири.“
То би, међутим, могло потрајати деценијама – што би могло да надмаши планирани животни век ЈВСТ-а, најбоље опсерваторије, без икаквих, за такве накнадне студије. Због тога би се проширење потраге за откривањем више кандидата са објектима следеће генерације, као што су земаљска опсерваторија Вера Ц. Рубин у Чилеу и НАСА-ин римски свемирски телескоп Ненси Грејс, који ће ускоро бити лансирани, могао показати критичним, каже Суви Гезари, астроном са Универзитета Мериленд, који није био део ових студија.
„С обзиром на те будуће могућности, можемо пронаћи више ових догађаја како бисмо боље утврдили да ли су сви неуспели супернове или звездана спајања или мешавина“, каже она. „Читајући ове радове, све о чему сам могао да размишљам је колико је узбудљиво ући у ову еру у којој ћемо добити много, много више прилика да проучавамо овај феномен.”
