Астрономы обнаружили убедительные свидетельства того, что массивная звезда может превратиться в черную дыру без яркой и болезненной стадии сверхновой. Наблюдения показали, как объект в галактике Андромеды несколько лет постепенно усиливал инфракрасное свечение, а затем исчез, оставив после себя облако космической пыли. Результаты опубликованы в журнале Science.
Событие было зафиксировано еще в 2014 году космическим телескопом NASA, однако исследователи заметили его лишь спустя годы при анализе архивных данных. Команда под руководством астронома Кишалая Де пришла к выводу, что наблюдался прямой коллапс звезды в черную дыру — процесс, существование которого предсказывалось десятилетиями, но ни разу не подтверждалось непосредственными наблюдениями.
Исследуемый объект — массивный сверхгигант M31-2014-DS1 в галактике Андромеды, расположенной примерно в 2,5 млн световых лет от Земли. В начале своей эволюции звезда имела массу около 13 солнечных, но к моменту гибели уменьшилась примерно до пяти солнечных масс, потеряв вещество из-за мощных звездных ветров.
Инфракрасный след новой сущности
Ученые пояснили, что при прямом коллапсе ядро звезды сжимается внутрь без мощного выброса вещества, характерного для сверхновых. Перед исчезновением объект около трех лет излучал инфракрасный свет — это соответствовало теоретическим моделям 1970-х годов, согласно которым умирающая звезда сбрасывает внешние слои и окружает себя облаком пыли.
Анализ проводился с использованием данных миссии NEOWISE и крупнейшего исследования переменных инфракрасных источников, в котором отслеживались звезды в Млечном Пути и соседних галактиках. Полученные результаты показывают, что «недосверхновые» могут встречаться чаще, чем считалось ранее, и часть массивных звезд гибнет практически незаметно для наблюдателей.
Черные дыры были теоретически предсказаны более полувека назад, а сегодня астрономы знают о десятках таких объектов в нашей галактике и о сотнях — в других галактиках благодаря регистрации гравитационных волн. Похожий возможный случай «исчезновения звезды» наблюдали в 2010 году в галактике NGC 6946, но тогда данные оказались не вполне достоверными.
Галактика Андромеды — ближайшая крупная галактика к Млечному Пути и одна из немногих, где можно изучать отдельные массивные звезды на поздних стадиях эволюции. По прогнозам через 3,5 миллиарда лет Андромеда и Млечный Путь объединятся.
Доказательства исчезновения звезды лежали в открытых архивных данных, и никто не замечал их годами.
Недавно астрономы объяснили появление гигантских галактик в ранней Вселенной.
