Возможно, астрономы наблюдали редкое событие: массивная звезда, предположительно, обошла стадию сверхновой и превратилась сразу в чёрную дыру. Исследование «Исчезновение массивной звезды, знаменующее рождение чёрной дыры в M31» раскрывает новое понимание эволюции звёзд и механизмов взрывов сверхновых.
Звезды, примерно в восемь раз массивнее Солнца, обычно завершают свой жизненный цикл взрывами как сверхновые, образовывая чёрные дыры или нейтронные звёзды. В случае звезды M31-2014-DS1 в галактике Андромеды астрономы наблюдали необычное явление: вместо взрыва она трансформировалась в чёрную дыру.
Гигантская звезда M31-2014-DS1, обеднённая водородом, в 2014 году стала ярче в среднем инфракрасном диапазоне, а затем за тысячу дней ослабела. Глубокие оптические и ближние ИК-наблюдения в 2023 году не показали её. Звезда окружена недавно выброшенной пылевой оболочкой, что согласуется со взрывом сверхновой, но нет свидетельств оптической вспышки.
Ведущим автором исследования Кишалаи Де из Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института отмечено: «Драматичное и устойчивое затухание M31-2014-DS1 — исключительное явление в сфере переменчивости массивных, эволюционировавших звёзд. Внезапное падение яркости M31-2014-DS1 указывает на прекращение ядерного горения с последующим коллапсом, который не может преодолеть притягиваемый материал».
«Нейтринный шок», запускающий взрыв сверхновой, в случае M31-2014-DS1 не возник. В моделировании исследователи ограничили количество материала, выброшенного звездой, и обнаружили его значительно меньшим по сравнению со стандартной сверхновой. Приблизительно 98% массы звезды разрушилась, образовав чёрную дыру массой около 6,5 солнечных масс.
M31-2014-DS1 — не единственный объект, который не проявил характерной вспышки при переходе в чёрную дыру. В 2009 году астрономы обнаружили N6946-BH1, красного сверхгиганта в NGC 6946, также превратившегося в чёрную дыру без взрыва. Исследование с помощью Большого бинокулярного телескопа предполагает, что от 20% до 30% массивных звёзд могут завершить существование подобным образом.
Открытие имеет важное значение для понимания эволюции звёзд и механизмов взрывов сверхновых. По словам Де, отсутствие доказательств яркой вспышки на близком расстоянии наблюдения M31-2014-DS1 указывает на признаки несостоявшейся сверхновой, которая приводит к коллапсу ядра звезды. Понимание того, почему некоторые звёзды не взрываются как сверхновые, может помочь лучше понять процессы, происходящие в конце жизни звезды, и то, как формируются чёрные дыры.