Астрономи спостерігали, як зникає масивна зірка

У 2009 році гігантська зірка, у 25 разів масивніша за Сонце, просто зникла. Добре, це було не так просто. Він пройшов період освітлення, збільшившись у світності до мільйона сонць, так, ніби він був готовий вибухнути в наднову. Але потім воно швидше зникло, ніж вибухнуло. І коли астрономи спробували побачити зірку за допомогою Великого бінокулярного телескопа (LBT), Хаббла та космічного телескопа Spitzer, вони нічого не змогли побачити.

Зірка, відома як N6946-BH1, зараз вважається невдалою надновою. BH1 у своїй назві пояснюється тим фактом, що астрономи вважають, що зірка колапсувала, щоб перетворитися на чорну діру, а не спровокувала спалах наднової. Але це було припущенням. Все, що ми знаємо напевно, це те, що він на деякий час посвітлішав, а потім став занадто тьмяним, щоб наші телескопи могли його спостерігати. Але це змінилося завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба (JWST).

Нове дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, аналізує дані, зібрані інструментами JWST NIRCam і MIRI. На ньому видно джерело яскравого інфрачервоного випромінювання, яке виглядає як залишки пилової оболонки, що оточує розташування початкової зірки. Це було б узгоджено з матеріалом, викинутим із зірки під час її швидкого освітлення. Це також може бути інфрачервоне світіння від матеріалу, що потрапляє в чорну діру, хоча це здається менш імовірним.

Дивно, але команда знайшла не один залишковий об’єкт, а три. Це робить невдалу модель наднової менш імовірною. Попередні спостереження N6946-BH1 були сумішшю цих трьох джерел, оскільки роздільна здатність була недостатньо високою, щоб розрізнити їх. Тож більш вірогідною моделлю є те, що яскравість 2009 року була спричинена злиттям зірок. Те, що здавалося яскравою масивною зіркою, було зоряною системою, яка світлішала, коли дві зірки зливалися, а потім зникала.

Хоча дані схиляються до моделі злиття, вони не можуть виключити невдалу модель наднової. І це ускладнює наше розуміння наднових і чорних дір зіркової маси. Ми знаємо зі злиття чорних дір, які спостерігали LIGO та інші обсерваторії гравітаційних хвиль, що чорні діри зоряної маси існують і є відносно поширеними.

Тому деякі масивні зірки дійсно стають чорними дірами. Але чи стануть вони першими надновими, залишається під питанням. Звичайні наднові можуть мати достатню залишкову масу, щоб стати чорною дірою, але важко уявити, як найбільші зоряні чорні діри могли утворитися після наднових.

N6946-BH1 знаходиться в галактиці за 22 мільйони світлових років від нас, тому той факт, що JWST може розрізняти кілька джерел, вражає. Це також дає астрономам надію, що подібні зірки з часом будуть спостерігатися. Маючи більше даних, ми зможемо відрізнити злиття зірок від справжніх невдалих наднових, що допоможе нам зрозуміти останні стадії зірок, коли вони рухаються до того, щоб стати чорними дірами зіркової маси.