Stelele care se prăbușesc sunt un lucru rar la care să fii martor. Și atunci când astronomii sunt capabili să prindă o stea în faza finală a evoluției sale, este o adevărată sărbătoare pentru simțuri. În mod obișnuit, acest proces constă într-o stea care trece prin colaps gravitațional după ce și-a epuizat tot combustibilul și își elimină straturile exterioare într-o explozie masivă (alias o supernova). Cu toate acestea, uneori, stelele pot forma găuri negre fără explozia masivă anterioară.
Acest proces, ceea ce ar putea fi descris ca „ieșire nu cu o bubuitură, ci cu un scâncet”, este ceea ce o echipă de astronomi a asistat la observarea N6946-BH1 – o stea situată în Galaxie de artificii (NGC 6946). Inițial, astronomii credeau că această stea va exploda din cauza masei sale semnificative. Dar, în schimb, vedeta s-a stins pur și simplu, lăsând în urmă o gaură neagră.
Galaxia Fireworks, o galaxie spirală situată la 22 de milioane de ani lumină de Pământ, este numită așa deoarece se știe că supernova este o apariție frecventă acolo. De fapt, mai devreme luna asta , un astronom amator a observat ceea ce acum este desemnat ca SN 2017eaw. Ca atare, trei astronomi de la Ohio Sate University (care sunt coautorii studiului) se așteptau ca N6946-BH1 să devină supernovă când, în 2009, a început să se lumineze.
Fotografii în lumină vizibilă și în infraroșu apropiat de la telescopul spațial Hubble de la NASA care arată steaua gigantică N6946-BH1 înainte și după ce a dispărut din vedere prin implozie pentru a forma o gaură neagră. Credit: NASA/ESA/C. Kochanek (OSU)
Cu toate acestea, până în 2015, părea să fi dispărut. Ca atare, echipa a mers să caute rămășițele acestuia cu ajutorul colegilor de la Universitatea de Stat din Ohio și de la Universitatea din Oklahoma. Folosind puterea combinată a Telescop binocular mare (LBT) și NASA Hubble și Telescoapele spațiale Spitzer , și-au dat seama că steaua a dispărut complet din vedere.
Detaliile cercetării lor au apărut într-un studiu intitulat „ Căutarea supernovelor eșuate cu telescopul binocular mare: confirmarea unei stele care dispare “, care a apărut recent înAnunțurile lunare ale Societății Regale de Astronomie. Printre multele galaxii pe care le urmăreau pentru supernove, ei și-au îndreptat privirea spre Galaxia Fireworks pentru a vedea ce a devenit N6946-BH1.
După ce a experimentat o explozie optică slabă în 2009, au anticipat că această supergigantă roșie va deveni supernovă – ceea ce părea logic, având în vedere că era de 25 de ori mai masivă decât Soarele nostru. După ce s-au făcut cu ochiul în 2015, se așteptau să descopere că steaua doar s-a estompat sau că a aruncat o coajă prăfuită de material care îi ascunde lumina de la vedere.
Eforturile lor au inclus un sondaj LBT pentru supernove eșuate, pe care le-au combinat cu spectre în infraroșu obținute de Telescopul Spațial Spitzer și date optice de la Hubble. Cu toate acestea, toate sondajele s-au dovedit negative, ceea ce i-a condus la o singură concluzie posibilă: că N6946-BH1 trebuie să nu fi reușit să devină supernovă și, în schimb, a mers direct la formarea unei gauri negre.
Vedere simulată a unei găuri negre. Credit: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke, Universitatea Radboud
Ca Scott Adams – un fost student în statul Ohio, care acum este astrofizician la Centrul Cahill pentru Astrofizică (și autorul principal al studiului) – a explicat într-o NASA Comunicat de presă :
„N6946-BH1 este singura supernovă probabil eșuată pe care am găsit-o în primii șapte ani ai studiului nostru. În această perioadă, șase supernove normale au apărut în galaxiile pe care le-am monitorizat, ceea ce sugerează că 10 până la 30% dintre stelele masive mor ca supernove eșuate. Aceasta este doar fracțiunea care ar explica însăși problema care ne-a motivat să începem sondajul, adică că există mai puține supernove observate decât ar trebui să apară dacă toate stelele masive mor în acest fel.”
O implicație majoră a acestui studiu este modul în care ar putea arunca o nouă lumină asupra formării găurilor negre foarte masive. De ceva timp, astronomii cred că, pentru a forma o gaură neagră la sfârșitul ciclului său de viață, o stea ar trebui să fie suficient de masivă pentru a provoca o supernova. Dar, după cum a observat echipa, nu are sens ca o stea să-și explodeze straturile exterioare și să aibă în continuare suficientă masă pentru a forma o gaură neagră masivă.
În calitate de Christopher Kochanek – profesor de astronomie la Universitatea de Stat din Ohio, Eminent Scholar în Cosmologie Observațională și coautor al studiului echipei – explicat :
„Viziunea tipică este că o stea poate forma o gaură neagră numai după ce devine supernovă. Dacă o stea poate să nu ajungă la o supernovă și să facă totuși o gaură neagră, asta ar ajuta la explicarea de ce nu vedem supernove de la cele mai masive stele.”
Aceste informații sunt importante și în ceea ce privește studiul undelor gravitaționale. În februarie 2016 , oameni de știință de la Observator cu interferometru cu laser unde gravitaționale (LIGO) a anunțat prima detectare a acestui fenomen ciudat, care aparent au fost generate de o gaură neagră masivă. Dacă, de fapt, găurile negre masive se formează din supernova eșuată, ar ajuta astronomii să urmărească mai ușor sursele.
Asigurați-vă că vizionați acest videoclip cu observațiile făcute despre acest SN eșuat și gaura neagră: