Potencialas Nepavyko Supernova Aptikta juodoji skylė

Astronomai galbūt tiesiog stebėjo žvaigždės griūtį tiesiai į juodąją skylę - atėmus supernovą. Nesėkminga supernova galėtų padėti mums suprasti, kaip miršta žvaigždės.

Ši Hablo kosminio teleskopo nuotraukų pora rodo masyvią žvaigždę prieš ir po jos išnykimo, greičiausiai implantuojant, kad susidarytų juodoji skylė. Kairiajame paveikslėlyje pavaizduota 25 saulės masės žvaigždė, kokia ji pasirodė 2007 m. Bet tada ji, atrodo, dingo, kaip matyti dešiniajame skydelyje nuo 2015 m. Ši radiacija gali kilti dėl šiukšlių, nukritusių ant juodosios skylės.
NASA / ESA / C. Kochanek (OSU)

Vos prieš dvi savaites „ Sky & Telescope“ pranešė, kad astronomai mėgėjai atrado didžiulę žvaigždę, sprogstančią vadinamojoje fejerverkų galaktikoje (NGC 6946), garsėjančią dėl daugybės supernovų.

Dar prieš metus toje pačioje galaktikoje įvyko tylesnis, dar nepaprastas įvykis. Kita didžiulė žvaigždė trumpai pašviesėjo silpna supernovos mimika, prieš tai išnykdama - spėjama, į juodąją skylę.

Scott Adams (Caltech ir Ohajo valstijos universitetas), Christopheris Kochanekas, Jill Gerke (abu yra Ohajo valstijos universitete) ir kolegos pagavo retą įvykį naudodamiesi dideliu žiūrono teleskopu Arizonoje. Jie, naudodamiesi 8, 4 metrų teleskopų pora, stebėjo milijoną senstančių žvaigždžių netoliese esančiose galaktikose, laukdami, kol žvaigždės pradės kristi.

Pagaliau po ketverių metų stebėjimo ir laukimo žvaigždė, žinoma kaip N6946-BH1, padarė būtent tai - bet ne taip, kaip galite tikėtis.

Nepavyko Supernova: Kaip nesprogdinti žvaigždės

Įprasta didžiulė žvaigždė, daugiau nei aštuonis kartus didesnė už Saulę, savo gyvenimą baigia sprogimu. Jo sunki, inertiška šerdis suteikia kelią gravitacijai - tampa arba neutronine žvaigžde, arba juoda skyle, o staigaus griūties smūgis siunčia žvaigždės išorinius sluoksnius skraidyti.

Vis dėlto teoretikams iš tikrųjų sunku priversti sprogti imituotą žvaigždę. Problema yra ta, kad grįžtamasis smūgis yra linkęs įstrigti, jį sustabdo medžiagos srautas ant susmulkintos šerdies. Tik neseniai kompiuterio modeliavimas priartino žvaigždę prie detonacijos, tačiau net ir šie neįtikėtinai išsamūs modeliavimai buvo tik 10 milisekundžių. Niekas dar nėra modeliavęs supernovos smūgio bangos, visiškai išsiveržiančios iš žvaigždės - tokios simuliacijos yra nutolusios bent pora metų.

Tačiau remiantis dabar turimais modeliavimais atrodo, kad kai kurios žvaigždės, kurių centrai yra per kompaktiškos, niekada nesprogs. „Panašu, kad žvaigždės„ eksploatuojamumas “priklauso nuo sluoksnių, esančių visai šalia geležies šerdies, tankio“, - aiškina Adamsas. Kai per tankios žvaigždės pritrūks elementų, kad susilietų, kad atitrauktų gravitacijos trauką, jos tiesiog sugrius.

Pirmasis „Nepavykusio supernovos“ kandidatas

Supernovos yra retos, o nykstančios žvaigždės gali būti dar retesnės. Taigi Kochanekas ir kolegos pradėjo stebėti milijono žvaigždžių senėjimą 27 netoliese esančiose galaktikose tikėdamiesi pagauti tik vieną ant žlugimo slenksčio.

O iki 2016 m. Jie rado septynis. Šeši iš jų buvo standartiniai šerdies žlugimo supernovos. Bet vienas buvo kažkas kitas. Žvaigždė, apie 25 kartus masyvesnė už Saulę ir nutolusi nuo 22 milijonų šviesmečių NGC 6946, buvo tiesiog išsekusi.

Dabar Adamsas ir kolegos praneša apie šio nykstančio poelgio archyvinius ir tolesnius stebėjimus Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniuose pranešimuose (visas tekstas čia). Nauja archyvuotų didžiojo žiūrono teleskopo stebėjimų analizė rodo, kad žvaigždės šviesa per dešimt metų išliko beveik pastovi, kol ji netikėtai pasikeitė. 2009 m. Ji pašviesėjo kelis milijonus kartų daugiau nei mūsų saulė. Nors šis proveržis buvo ryškus, jis niekur nebuvo artimas supernovų lygiui. Per kelis mėnesius matoma žvaigždės šviesa išnyko, o nauji Hablo kosminio teleskopo stebėjimai patvirtina, kad jos nebėra.

Tačiau Spitzerio kosminio teleskopo vaizdai atskleidžia silpną infraraudonųjų spindulių spindesį - vis tiek kažkas ten yra. Autoriai tvirtina, kad švytėjimas galėjo kilti iš žvaigždžių šiukšlių, nukritusių ant naujai suformuotos juodos skylės, įšylančių ir spinduliuojančių prieš išnykimą į pledą.

Ši iliustracija parodo paskutinius masyvios žvaigždės gyvenimo etapus, kuri nesugeba sprogti kaip supernova, o implantuojasi po sunkio jėga ir sudaro juodąją skylę. Iš kairės į dešinę: masyvi žvaigždė išsivystė į raudoną supergalvą, žvaigždės apvalkalas išmestas ir plečiasi, sukurdamas šaltą, raudoną, trumpalaikį šaltinį, supančią naujai susidariusią juodąją skylę. Kai kurios medžiagos liekanos gali nukristi ant juodosios skylės, kaip parodyta sraute ir diske, galinčios įjungti matomą šviesą ir infraraudonosios spinduliuotės metus po griūties.
NASA / ESA / P. Jeffries (STScI)

Vis dėlto dar per anksti galutinai atmesti alternatyvas. Infraraudonųjų spindulių spindesys galėjo sklisti iš dulkių, užklupusių išlikusią žvaigždę, galbūt tą, kuri ką tik patyrė ekstremalų proveržį.

Dabar komanda tikisi, kad bus stebima daugiau Hablo ir Spitzerio vaizdų, kad būtų galima stebėti infraraudonąją spinduliuotę. Jei jis pradės ryškėti, tada galime pamatyti išlikusią žvaigždę, kylančią iš besiplečiančio dulkių kokono. Bet jei infraraudonųjų spindulių švytėjimas ir toliau blunka, tada labiau tikėtina, kad pamatysime žvaigždžių likučius, maitinančius juodąją skylę. Jei kelyje nėra per daug šiukšlių, aptikimas „Chandra“ rentgeno observatorijoje galėtų patvirtinti pastarąjį paaiškinimą.

„Kuo ilgiau nematysime jokio atgaivinimo žvaigždės žvaigždės vietoje“, - sako Adamsas, „tuo netikėtesni alternatyvūs paaiškinimai tampa“.

Šis radinys, jei patvirtinamas, yra svarbus, sako Philipp Mösta (Kalifornijos universitetas, Berkeley), nes jis paaiškina, kaip atsirado didžiulės juodosios skylės, tokios, kokias LIGO aptiko praėjusiais metais. "Tai bus jaudinantis tikslas, kurio reikia laikytis per ateinančius porą metų."