Астрономи наблюдаваха звезда, която "тихо" се е превърнала в черна дупка

Формирането на черна дупка може да бъде доста бурно събитие, при което масивна умираща звезда избухва, а част от останките ѝ претърпяват гравитационен колапс, за да образуват изключително плътен обект с толкова силна гравитация, че дори светлината не може да се изплъзне. Нови наблюдения обаче показват, че понякога този процес може да бъде доста тих, предадоха Ройтерс и АФП, позовавайки се на публикация в сп. „Сайънс“.
Авторите на настоящото изследване са проследили голяма и ярка звезда, която в предсмъртната си агония на практика е изчезнала от погледа, тъй като очевидно се е превърнала в черна дупка, без да избухне като свръхнова. Сега тя може да бъде забелязана само благодарение на слабото сияние, причинено от остатъчния газ и прах, които се нагряват, докато биват засмуквани от неустоимото гравитационно привличане на новородената черна дупка.
Звездата, наречена M31-2014-DS1, се е намирала в съседната на Млечния път галактика Андромеда, на около 2,5 милиона светлинни години от Земята. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година или 9,5 трилиона километра.
M31-2014-DS1 може да е най-доброто доказателство досега за образуването на черна дупка без свръхнова, отбелязват изследователите. Те са проследили как звездата е светила, анализирайки четири десетилетия наблюдения преди 2014 г., след което е станала по-ярка през 2015 г., преди да изчезне почти напълно от погледа, което съответства на превръщането ѝ в черна дупка.
„Това предоставя наблюдателни доказателства за образуването на черна дупка в реално време. Откритията предполагат, че много черни дупки могат да се образуват без експлозии на свръхнова и показват, че звезди с маса, която е около 13 пъти по-голяма от тази на Слънцето, могат да формират черни дупки“, казва астрофизикът от Колумбийския университет в Ню Йорк и водещ автор на изследването Кишалай Де.
Учените знаят от повече от 50 години, че черните дупки съществуват, но все още имат „много, много ограничени наблюдателни доказателства за това как звездите се превръщат в такива“, допълва Де. „Така че това откритие предоставя важна информация за този процес“.
Звездата е започнала своето съществуване с маса поне 13 пъти по-голяма от тази на нашето Слънце. През относително краткия си живот от 15 милиона години силните ѝ звездни ветрове са изхвърлили около 60 процента от масата ѝ.
Експлозията на голяма звезда обикновено оставя след себе си обект, наречен неутронна звезда, който е много компактен, но не толкова, колкото черната дупка. Подобна свръхнова може да създаде черна дупка в зависимост от масата на звездата и други фактори, макар че е трудно да се потвърди чрез наблюдения, че това се е случило.
„Наричаме това „неуспешна свръхнова“, казва астрофизикът и съавтор на изследването Андреа Антони.
„За да изчезне и имплодира една звезда толкова „тихо“, както тази, смятаме, че ключът е в това, че тя не се върти прекалено бързо преди колапса, така че по-голямата част от масата ѝ пада направо вътре и само най-външните слоеве се откъсват по време на процеса“, обяснява астрономът от Харвардския университет и съавтор на изследването Морган Маклеод.
Новородената черна дупка има маса, която е приблизително пет пъти по-голяма от тази на Слънцето.
Изследователите са нетърпеливи да разберат колко често черните дупки се образуват по този тих начин. Те вече са идентифицирали друга звезда, която изглежда се е превърнала в черна дупка без експлозия.
„В момента има прекалено много несигурности от теоретична гледна точка, за да се знае какъв процент от смъртта на масивни звезди в резултат на колапс на ядрото води до образуването на черни дупки“, казва още Андреа Антони.