Когато масивните звезди умират, те си отиват с гръм и трясък (поне според знанията ни за Вселената). Щом горивото им се изчерпи, стават нестабилни, експлозии започват да ги разтърсват и накрая приключват живота си със зрелищна свръхнова.

Но някои масивни звезди, както учените откриват, просто изчезват, без да оставят следи в нощното небе. Звезди, които ясно се виждат при по-стари проучвания, необяснимо отсъстват при по-нови. Звездата не е като ключодържателя - не можеш просто да я изгубиш под облегалката на дивана. Така че къде, по дяволите, отиват тези обекти?

Ново проучване ни дава най-убедителното обяснение досега. Някои масивни звезди, предполага международен екип, ръководен от астрофизика Алехандро Виня-Гомес от Института "Нилс Бор" в Дания и Института по астрофизика "Макс Планк" в Германия, могат да умрат не с гръм и трясък, а с лек писък.

Техните доказателства? Двойна система, наречена VFTS 243 в Големия Магеланов облак, състояща се от черна дупка и звезда-спътник. Тя не показва признаци на експлозия на свръхнова, която според нашите модели би трябвало да е съпътствала образуването на черната дупка.

Илюстрация на системата VFTS 243 и нейния дом в мъглявината Тарантула. (ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey/Isca Mayo/Sara Pinilla)

"Ако някой наблюдава видима звезда, която преживява пълен колапс, може потенциално да зърне как внезапно угасва и изчезва от небето", обяснява Виня-Гомес.

"Колапсът е толкова пълен, че не настъпва експлозия, нищо не избягва и човек не би видял ярка свръхнова на нощното небе. Астрономите действително са наблюдавали внезапното изчезване на ярко светещи звезди в последно време. Не можем да бъдем сигурни за връзката, но резултатите, които получихме от анализа на VFTS 243, ни доближиха много повече до достоверно обяснение."

Когато звезда - с маса, 8 пъти по-голяма от слънчевата - избухне в свръхнова, това е изключително неприятно. Външните слоеве - по-голямата част от масата на звездата - са яростно изхвърлени в пространството наоколо, където образуват огромен, разширяващ се облак от прах и газ, който се задържа в продължение на стотици хиляди до милиони години.

Междувременно ядрото на звездата, което вече не се поддържа от външното налягане на термоядрения синтез, се срива под въздействието на гравитацията и образува свръхплътен обект - неутронна звезда или черна дупка, в зависимост от масата на първоначалната звезда.

Тези колапсирали ядра невинаги остават на място; ако експлозията на свръхнова е несиметрична, това може да доведе до изхвърляне на ядрото в космоса вследствие на силен тласък. Понякога можем да проследим траекторията на ядрото до облака от материал, който то е изхвърлило при смъртта си, но ако е минало достатъчно време, материалът може да се е разпръснал. Признаците на тласъка обаче могат да останат много по-дълго.

VFTS 243 е много интересна система. Тя се състои от масивна звезда на възраст около 7,4 милиона години, чиято маса е около 25 пъти по-голяма от тази на Слънцето, и черна дупка с маса около 10 пъти по-голяма от слънчевата

Въпреки че няма как да видим черната дупка директно, можем да я измерим въз основа на орбиталното движение на звездата-спътник - и, разбира се, да направим изводи и за други неща, свързани със системата.

Да вземем за пример формата на орбитата. Тя е почти кръгла. Това, заедно с движението на системата в пространството, предполага, че черната дупка не е получила огромен тласък от свръхнова. Изследователите, които откриват черната дупка през 2022 г., подозират това; сега работата на Виня-Гомес и колегите му го потвърждава.

Съществува все повече доказателства, които сочат, че понякога масивни звезди могат да се сринат директно в черни дупки, без да преминават през свръхнова. VFTS 243 представлява най-доброто доказателство за този сценарий, с което разполагаме до момента.

"Нашите резултати подчертават, че VFTS 243 е най-добрият наблюдаем случай досега за теорията за звездни черни дупки, образувани чрез тотален колапс, при който експлозията на свръхнова се проваля и който нашите модели показаха като възможен", казва астрофизикът Ирене Тамбора от Института Нилс Бор.

"Очакваме, че системата ще послужи като важен еталон за бъдещи изследвания на звездната еволюция и колапса."

Изследването е публикувано във Physical Review Letters.

Източник: Science Alert