Astronomowie od dawna wiedzą, że masywne gwiazdy kończą życie w spektakularny sposób – eksplodując, jako supernowe. Tym razem jednak stało się coś zupełnie innego. W Galaktyce Andromedy jedna z ogromnych gwiazd po prostu zgasła, bez żadnej eksplozji. Zamiast wybuchnąć, zapadła się sama w siebie i najprawdopodobniej zamieniła się w czarną dziurę. Naukowcy dotąd brali pod uwagę taki scenariusz, ale dotąd nie udawało się go potwierdzić obserwacjami.
Sygnał ukryty w archiwach NASA
Pierwsze ślady tego zdarzenia pojawiły się już w 2014 roku. Kosmiczna sonda NASA – NEOWISE – zarejestrowała pewną gwiazdę w Andromedzie, która zaczęła świecić jaśniej w podczerwieni. Nikt jednak nie zwrócił na to większej uwagi.
Dopiero wiele lat później astronomowie, przeszukując archiwalne dane, natrafili na ten obiekt. Otrzymał on nazwę M31-2014-DS1. Przez około dwa lata jego jasność rosła, a potem zaczęła gwałtownie spadać – aż w końcu gwiazda niemal całkowicie zniknęła. Wyniki badań opisano w prestiżowym czasopiśmie Science. Głównym autorem pracy jest Kishalay De z Uniwersytet Columbia.
– To było prawdopodobnie najbardziej zaskakujące odkrycie w moim życiu – powiedział De. – Dowody zniknięcia gwiazdy znajdowały się w publicznych archiwach i nikt ich nie zauważył przez lata – dodał.
Ciche zapadnięcie się jądra gwiazdy
Z czasem inne teleskopy potwierdziły, że coś jest nie tak. Jasność gwiazdy w świetle widzialnym spadła około stukrotnie, a potem obiekt stał się niewidoczny. Nawet Teleskop Hubble'a nie zarejestrował już żadnej gwiazdy – tylko bardzo słaby ślad w podczerwieni. Dalsze obserwacje wykonane w 2023 roku przez teleskop Keck potwierdziły, że pozostało tam jedynie słabe, chłodne źródło promieniowania.
– Spektakularne i długotrwałe zanikanie tej gwiazdy jest bardzo niezwykłe i wskazuje na to, że nie doszło do supernowej, a jedynie do zapadnięcia się jądra gwiazdy i przekształcenia go w czarną dziurę – wyjaśnił De.
W uproszczeniu, jądro gwiazdy zapadło się, ale energia była zbyt mała, by rozerwać ją w eksplozji. Materia opadła do środka – i w ten sposób powstała czarna dziura.
To może zdarzać się częściej, niż myślimy
Podobny przypadek zaobserwowano wcześniej w galaktyce NGC 6946, gdzie w 2010 roku zniknęła inna masywna gwiazda. Ten obiekt, nazwany N6946-BH1, był jednak znacznie dalej, więc dane były mniej dokładne.
– Wiemy, że czarne dziury muszą pochodzić z gwiazd. Dzięki tym dwóm nowym zjawiskom możemy obserwować ten proces i dowiedzieć się wiele o tym, jak przebiega ten proces – powiedział Morgan MacLeod z Uniwersytet Harvarda. Problem w tym, że takie „ciche zgony” są bardzo trudne do wykrycia.
Znalezienie supernowej nie jest problemem – przez kilka tygodni bowiem przyćmiewa blaskiem swoją galaktykę. Inaczej ma się znalezienie pojedynczych gwiazd, które znikają bez eksplozji. To jest, jak wskazuje De, „niezwykle trudne”.
Naukowcy podejrzewają, że takich przypadków może być znacznie więcej – po prostu ich nie zauważamy. Pomóc może Obserwatorium Very Rubin, które przez dziesięć lat będzie regularnie skanować całe niebo w ramach projektu Legacy Survey of Space and Time.
Czytaj też:
Wzięli pod lupę polski meteoryt. „Unikatowe odkrycie” naukowców ze ŚląskaCzytaj też:
Kosmiczny pochód nad horyzontem. Już wkrótce niezwykła „parada planet”