«Исчезнувшая» звезда в галактике Андромеды напрямую превратилась в черную дыру
Массивная звезда в Туманности Андромеды поставила в тупик астрономов: вместо того, чтобы ослепительно взорваться, как сверхновая, она неожиданно просто погасла. Ученые предполагают, что впервые в истории непосредственно наблюдали коллапс светила без промежуточных стадий - прямо в черную дыру.
Звездам, масса которых в восемь и более раз превышает солнечную, свойственно заканчивать свое существование, превращаясь в сверхновые. Иногда вспышка, происходящая в этот момент, может затмить целую галактику. Лишь после этого остаток звезды идет по одному из двух возможных путей, превращаясь или в нейтронную звезду, или (если он достаточно тяжел) в черную дыру. Такова (в несколько упрощенном виде) точка зрения на этот процесс современной науки.
Но одна сверхгигантская звезда в соседней с нами галактике явно решила выбиться из этой стройной схемы. Еще в 2014 году астрономы заметили, что у M31-2014-DS1 (так она называлась) начались необъяснимые скачки яркости. Они напоминали «предсмертную агонию», и некоторые ученые полагали, что светило вот-вот взорвется.
Однако спустя еще два года звезда начала тускнеть, и это продолжалось почти восемь лет. Пока наконец при очередном обзоре Туманности Андромеды в ближнем инфракрасном и оптическом диапазоне астрономы с удивлением не отметили, что звезды там больше нет.
На месте светила, когда-то имевшего массу 20 Солнц, осталось лишь тусклое облако пыли, похожее на то, которое выбрасывается при взрыве. Но самого взрыва ни один телескоп не зафиксировал.
«Внезапное угасание M31-2014-DS1 — это исключительный случай для массивных звезд. Судя по всему, термоядерное горение прекратилось, и последовавшая ударная волна не смогла преодолеть силы гравитационного сжатия. Отсутствие даже признаков вспышки света на таком близком расстоянии указывает, что мы имеем дело с «неудавшейся» сверхновой, которая погибла с коллапсом звездного ядра», — отметили авторы открытия.
Что же случилось со звездой? Исследователи предполагают, что ключевую роль здесь сыграл процесс, именуемый нейтринизацией. По всей видимости, внутри сжимающегося ядра звезды плотность достигла таких значений, что протоны начали соединяться с электронами, образуя поток нейтрино, несущий около 10% всей энергии погибающего светила.
Такой выброс (называемый «нейтринным шоком») обычно недолговечен, но когда он возобновляется — то может «разжечь» звезду, выбросив ее внешние слои наружу и приведя к взрыву сверхновой. Но в случае с M31-2014-DS1 все случилось не так: повторного нейтринного удара так и не произошло. Это подтверждает количество выброшенного материала, рассчитанное учеными: оно слишком малое для взрыва — всего около 2% массы звезды. А значит, впервые на наших глазах в Туманности Андромеды произошло событие прямого коллапса: из гигантского светила родилась черная дыра массой 6,5 Солнц.
