Большинству из нас знаком термин "сверхновая" - процесс, в результате которого звезда разрушается под действием собственной гравитации и происходит мощный взрыв. Это звездное событие настолько яркое, что может осветить окрестности своей галактики на несколько дней подряд, предоставляя астрономам уникальную возможность изучить жизненный цикл звезд и расширение Вселенной. Но что происходит, когда звезда бесследно исчезает? Согласно новому исследованию, европейские ученые выдвинули гипотезу, что массивные звезды могут пропускать стадию сверхновой, напрямую коллапсируя в черную дыру.
С 2017 года ученые идентифицировали более 800 звезд, которые однажды ночью исчезли и больше никогда не появились. (В некоторых зарегистрированных случаях астрономы отвлекались от наблюдения за звездой всего на мгновение, но когда возвращались взглядом, на ее месте оставалось пустое пространство.) Эти так называемые "пропавшие звезды" ставят под сомнение научный консенсус о том, что звезды изменяются довольно медленно. И хотя есть вероятность, что некоторые из них являются переменными звездами – звездами, которые в один момент сияют ярко, а в следующий становятся тусклыми – маловероятно, что это объясняет все 800 недостающих космических объектов.
Астрофизики из Копенгагенского университета считают, что им удалось разгадать эту загадку. Они изучили VFTS 243 - массивную двойную систему с черной дырой на краю Млечного Пути. VFTS 243 состоит из большой звезды и черной дыры, примерно в 10 раз массивнее нашего Солнца. Хотя черная дыра возникла в результате коллапса второй массивной звезды, ученым не удалось найти следы, обычно оставляемые звездным взрывом.
"Как правило, при происхождении вспышки сверхновой в звездных системах наблюдаются различные признаки этого события после его свершения, - пояснил Алехандро Винья-Гомес, ранее работавший постдоком в Институте Нильса Бора университета, где проводилось данное исследование. - Однако, несмотря на наличие в системе VFTS 243 звезды, коллапсировавшей в черную дыру, каких-либо следов взрывного явления обнаружено не было. VFTS 243 представляет собой по-настоящему необычную систему. Ее орбита практически не претерпела изменений после превращения одного из компонентов в черную дыру".
Отсутствие финального «взрыва» говорит команде Винья-Гомеса о том, что звезды способны исчезать более скрытно, чем считалось ранее. В статье для журнала Physical Review Letters исследователи пишут, что черная дыра в VFTS 243, вероятно, образовалась мгновенно, а энергия в основном выбрасывалась через нейтрино. Это означает, что стадия сверхновой была полностью пропущена.
"Если бы наблюдатель в критический момент вел визуальное наблюдение за массивной звездой, переживающей окончательный гравитационный коллапс, это выглядело бы как мгновенное угасание и исчезновение светила на небосводе, - пояснил Винья-Гомес. - Процесс схлопывания настолько радикален, что не сопровождается взрывными явлениями, никакая энергия не высвобождается наружу, и на ночном небе не возникает характерной для сверхновой яркой вспышки".
Потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли закономерность, наблюдаемая у VFTS 243, распространенной среди других пропавших звезд. Еще предстоит выяснить, пережила ли VFTS 243 "несостоявшуюся" сверхновую или вообще пропустила эту стадию. Любая из этих возможностей может перевернуть наше понимание звезд, черных дыр и Вселенной.