Astronomowie zaobserwowali gwiazdę w galaktyce Andromedy (M31), która najwyraźniej zniknęła bez tradycyjnego wybuchu supernowej, co wskazuje na bezpośrednie powstanie czarnej dziury. To zdarzenie, nazwane M31-2014-DS1, jest jednym z najlepszych kandydatów na „nieudaną supernową” – rzadkie zdarzenie, podczas którego masywna gwiazda zapada się w czarną dziurę bez oczekiwanego jasnego wybuchu.
Tajemnica powstawania czarnych dziur
Pomimo dziesięcioleci badań dokładne mechanizmy powstawania czarnych dziur pozostają niejasne. Uważa się, że gwiazdy większe niż około osiem mas Słońca powinny się zapadać, eksplodując jako supernowe lub zapadając się bezpośrednio w czarne dziury. Ta ostatnia, nieudana supernowa, jest trudna do zaobserwowania, ponieważ brakuje jej jasnego sygnału supernowej. Utrudnia to potwierdzenie, że niektóre czarne dziury powstają w ten sposób.
Obserwacja ta daje rzadką okazję do badania procesu w czasie rzeczywistym. Astronomowie przeszukali archiwalne dane z kosmicznego teleskopu na podczerwień NEOWISE w poszukiwaniu kandydatów w pobliskich galaktykach i ostatecznie odkryli M31-2014-DS1, gwiazdę, która pojaśniała w 2014 r., a następnie pogrążyła się w ciemności do 2022 r.
Dane pomocnicze i obserwacje
Późniejsze obserwacje przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i instrumentów naziemnych ujawniły słaby, czerwonawy obłok w miejscu, w którym kiedyś stała gwiazda. Sugeruje to, że zewnętrzne warstwy gwiazdy rozproszyły się podczas zapadnięcia się, zasłaniając nowo utworzoną czarną dziurę. Analiza danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) i Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra dodatkowo potwierdza ten model, wskazując na czarną dziurę o masie około pięciu mas Słońca otoczoną chmurą gazu i pyłu.
Nowe dane potwierdzają również wcześniejsze obserwacje innej kandydatki na supernową, która nie powiodła się, NGC 6946-BH1, zapewniając bardziej spójny obraz tego nieuchwytnego procesu.
Pozostałe niepewności i alternatywne wyjaśnienia
Chociaż jest to przekonujące, interpretacja nieudanej supernowej jest kontrowersyjna. Niektórzy astronomowie proponują alternatywne wyjaśnienia, takie jak połączenie gwiazd, w którym dwie gwiazdy zderzają się i łączą bez wybuchu supernowej. Wykluczenie tych scenariuszy wymaga dokładnej analizy i przyszłych obserwacji.
Jednym z kluczowych przewidywań jest to, że czarna dziura ostatecznie pociemnieje wraz z rozproszeniem otaczającego ją pyłu, podczas gdy łączące się gwiazdy będą nadal emitować światło. Jednak proces ten może zająć dziesięciolecia, przekraczając żywotność istniejących obserwatoriów, takich jak JWST.
Przyszłość nieudanych badań nad supernowymi
Aby potwierdzić te wyniki i pogłębić naszą wiedzę, astronomowie podkreślają potrzebę dalszych obserwacji. Obiekty nowej generacji, takie jak Obserwatorium Vera C. Rubin w Chile i Rzymski Teleskop Kosmiczny Nancy Grace, będą miały kluczowe znaczenie dla wykrywania dodatkowych kandydatów i odróżniania nieudanych supernowych od innych zdarzeń.
„Wkraczamy w erę, w której będziemy mieli więcej możliwości badania tego zjawiska” – mówi Suvi Gezari, astronom z Uniwersytetu Maryland.
Odkrycie podkreśla ciągłe wysiłki mające na celu rozwikłanie tajemnic powstawania czarnych dziur, co stanowi fundamentalne pytanie w astrofizyce. Znikająca gwiazda w Andromedzie dostarcza intrygującej wskazówki, wzywającej do dalszych badań i obiecującej nową wiedzę na temat cyklu życia masywnych gwiazd.
