Астрономи зафіксували рідкісне й доволі моторошне явище: масивна зоря не вибухнула яскравою надновою, як це зазвичай буває наприкінці життя таких гігантів, а просто… зникла. Майже без світла, без гучного фіналу — ніби Всесвіт кліпнув і вимкнув її.
Йдеться про зорю з каталожною назвою M31-2014-DS1 у галактиці Андромеди. Ще кілька років тому вона була добре помітною, але тепер від неї залишився лише слабкий червонуватий слід, загорнутий у хмару пилу, що повільно розширюється. Нові дані змушують учених переглянути уявлення про те, як саме можуть помирати масивні зорі.
Зоря, що згасала на очах
Спостереження показують, що у 2014 році зоря короткочасно яскравішала, а потім почала стабільно тьмяніти. До 2020 року її світність впала в рази — і з того часу не відновилася. Астрономи відстежували цей процес у різних діапазонах світла протягом кількох років і дійшли висновку: це не звичайна поведінка живої зорі.
Такий сценарій добре вписується в концепцію так званої «невдалої наднової». У цьому випадку ядро зорі колапсує під дією власної гравітації, формуючи чорну діру, але зовнішні шари не отримують достатньо енергії, щоб вибухнути яскравим спалахом. У результаті — тиша замість феєрверку.
Пил, який усе приховує
Частина проблеми в тому, що зорю тепер майже неможливо побачити у видимому світлі. Її закриває щільна оболонка пилу. Проте цей пил нагрівається і світиться в інфрачервоному діапазоні — саме там телескопи й бачать слабкий залишковий сигнал.
За даними спостережень, пилова оболонка розташована на відстані мільярдів кілометрів від центру системи. З часом пилу стає більше, він ущільнюється, і об’єкт виглядає дедалі червонішим та тьмянішим. Це може означати як загибель зорі, так і те, що вона просто добре «сховалася».
Газ, що вирвався назовні
Дослідники також виявили оболонку газу, яка розлітається зі швидкістю близько 100 км/год. Ймовірно, зоря все ж скинула частину своєї оболонки — приблизно десяту частину маси Сонця. Такі слабкі викиди добре узгоджуються з моделями тихого колапсу, коли ядро провалюється всередину, а зовнішні шари лише злегка «здригаються».
Втім, подібні газові й пилові структури можуть з’являтися й в іншому сценарії.
А раптом це злиття зір?
Одна з альтернативних версій — злиття двох зір. Така подія теж може спричинити короткий спалах, а потім — утворення великої кількості пилу, який надовго приховує світло. У цьому випадку всередині пилової хмари зоря могла вижити.
Саме тому вчені обережні у висновках. Ознаки «невдалої наднової» і злиття зір на відстані та крізь пил виглядають дуже схоже.
Чорна діра — але без підпису?
Якщо зоря справді перетворилася на чорну діру, логічно було б очікувати рентгенівського випромінювання від речовини, що падає на неї. Але глибокі спостереження не виявили жодного рентгенівського джерела в цій точці.
Це не остаточний аргумент: щільний газ і пил можуть поглинати рентгенівське випромінювання і «перепаковувати» його в тепло. Та все ж відсутність такого сигналу ускладнює однозначний висновок.
Чому це важливо
Якщо подібні тихі колапси насправді поширені, це означає, що у Всесвіті народжується набагато більше чорних дір, ніж ми припускаємо, орієнтуючись лише на спалахи наднових. Деякі масивні зорі можуть зникати майже непомітно, не залишаючи яскравого сліду.
Подібний випадок уже фіксували раніше — зоря N6946-BH1 також згасла і залишила по собі лише слабке інфрачервоне світіння. Нові інструменти, зокрема космічний телескоп Джеймса Вебба, дозволяють спостерігати такі об’єкти набагато детальніше.
Що далі
Астрономи продовжать стежити за залишком M31-2014-DS1. Якщо з часом пил розсіється, стане зрозуміло, чи є всередині живе джерело світла. Поява пізнього рентгенівського сигналу схилить шальки терезів у бік чорної діри. Якщо ж світіння стабілізується — можливо, зоря пережила драму.
У будь-якому разі ця історія вже показала: смерть зорі не завжди супроводжується гучним вибухом. Іноді Всесвіт діє тихо — але від цього не менш вражаюче.