Массивные звезды не похожи на ключи от машины. Они не исчезнут под грудой писем на кухонном столе и не попадут в стиральную машину. Но массивная звезда, которую астрономы наблюдали в течение десятилетия, теперь, похоже, полностью отсутствует.
Звезда на очень поздних стадиях своей жизни ярко сияла в период с 2001 по 2011 год, когда за ней регулярно наблюдали различные группы астрономов, чтобы получить больше информации о том, как звезды заканчивают свою жизнь. Но в наблюдениях, полученных в 2019 году, звезда полностью отсутствовала.
Затем загадка углубилась. Когда исследователи просмотрели архивные данные за 2011 и 2016 годы в поисках подсказки относительно исчезновения звезды, ее свет присутствовал в первом случае, но отсутствовал во втором. Когда-то после 2011 года звезда бесследно пропала.
И есть действительно захватывающая возможность - что звезда коллапсировала в черную дыру без образования сверхновой, которая ранее считалась необходимой составляющей таких событий.
"Если это правда", - сказал астрофизик Эндрю Аллан из Тринити-колледжа Дублина в Ирландии, - "это будет первое прямое обнаружение такой звезды-монстра, заканчивающей свою жизнь таким образом".
Однако немного сложно понять, что именно произошло. Все это произошло в карликовой галактике PHL 293B в 75 миллионах световых лет от нас. На таком расстоянии разглядеть отдельные звезды невозможно - у нас просто нет таких технологий.
Однако есть тип звезд, называемый светящейся синей переменной, которая имеет узнаваемую световую подпись. Эти звезды массивны, в масштабе сверхгигантов или гипергигантов, в конце своей жизни. Таким образом, они чрезвычайно яркие и нестабильные, и их свет может сильно различаться как по яркости, так и по спектру, когда они подвергаются вспышкам и выбросам.
В более ранних наблюдениях карликовой галактики эта подпись присутствовала, указывая на то, что звезда в 2,5–3,5 миллиона раз ярче Солнца. Поэтому, когда в августе 2019 года команда повернула все четыре оптических телескопа Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в сторону PHL 293B, ее отсутствие было шокирующим.
«Было бы очень необычно, если бы такая массивная звезда исчезла без яркого взрыва сверхновой», - сказал Аллан.
Однако в последние годы начали появляться доказательства того, что звезды действительно могут коллапсировать прямо в черные дыры, не подвергаясь взрыву сверхновой. В 2017 году была опубликована статья о подобном явлении в галактике, находящейся на расстоянии 22 миллионов световых лет от нас: красной гигантской звезде, которая внезапно вспыхнула, прежде чем исчезнуть, что привело астрономов к гипотезе о том, что звезда стала неудачной сверхновой перед коллапсом.
Основываясь на своих наблюдениях, команда считает, что звезда в PHL 293B находилась в эруптивном состоянии между 2001 и 2011 годами. С этого момента есть две основные возможности.
Во-первых, звезда немного потускнела и окуталась облаком пыли, выбрасывая материал в пространство вокруг себя, так же, как облако пыли, которое могло (или не могло) затмить красную гигантскую звезду Млечного Пути Бетельгейзе ранее в этом году. В этом сценарии звезда могла продолжать светить из своего облака пыли - мы просто больше не можем ее видеть, потому что это облако пыли.
Наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне в период с 2009 по 2019 год исключили облако горячей пыли, но наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне, которые могли бы подтвердить или исключить более холодную пыль, еще не проводились, поэтому такой сценарий все еще очень актуален.
В другом сценарии извержение могло быть смертельной агонией звезды, которая внезапно закончилась в какой-то момент после 2011 года, когда звезда рухнула в черную дыру. Если бы звезда имела начальную массу от 85 до 120 раз больше массы Солнца, чуть ниже диапазона парной нестабильности сверхновой, при которой звезда разлетается вдребезги, вместо того, чтобы коллапсировать.
Не исключено, что звезда стала необнаруженной сверхновую, но можно ожидать, что такая массивная звезда, как светящаяся синяя переменная, вызовет послесвечение сверхновой, которое будет сиять в небе в течение как минимум пяти лет после взрыва.
«Возможно, мы обнаружили одну из самых массивных звезд локальной Вселенной, плавно уходящую в ночь», - сказал астрофизик Хосе Гро из Тринити-колледжа в Дублине.
Точно узнать это по текущим данным невозможно. Только будущие наблюдения в широком диапазоне длин волн могут пролить свет на загадку пропавшей звезды.
Исследование было опубликовано в ежемесячном бюллетене Королевского астрономического общества.
Оригинал: A Massive Star Has Disappeared From a Distant Galaxy, And No One's Sure Where It Went