یکی از درخشان ترین ستاره های کهکشان آندرومدا بی سر و صدا در یک سیاهچاله بدون هیاهوی یک ابرنواختر دیدنی سقوط کرد.
چیزی که این کشف شگفت‌انگیز را قابل توجه‌تر می‌کند این است که اولین نشانه‌های دگرگونی در سال 2014 ثبت شد – داده‌هایی که برای درک روش‌های مختلف تشکیل سیاهچاله‌ها پس از مرگ یک ستاره غول‌پیکر بسیار مهم است.
کیشالای دی ستاره شناس از دانشگاه کلمبیا در ایالات متحده که این مطالعه را رهبری می کرد، می گوید: «این احتمالاً شگفت انگیزترین کشف زندگی من است. شواهد ناپدید شدن این ستاره در سوابق عمومی وجود داشت و سال‌ها هیچ کس متوجه آن نشد تا اینکه ما آن را دریافت کردیم.
وقتی ستاره ای پرجرم چندین برابر جرم خورشید می میرد، انتظار نمی رود که بی سر و صدا از بین برود. هنگامی که همجوشی هسته ای در هسته دیگر نمی تواند فشار کافی به بیرون در برابر کشش گرانش به سمت داخل ایجاد کند، هسته فرو می ریزد.
این می تواند یک شوک غول پیکر را به بیرون از ستاره بفرستد و یک انفجار ابرنواختری را ایجاد کند که مواد بیرونی ستاره را به پرواز در می آورد زیرا هسته به ستاره نوترونی یا سیاهچاله تبدیل می شود.
با این حال، این تنها راهی نیست که در آن این تحول می تواند رخ دهد. در برخی سناریوها، شوک خارجی متوقف می شود. به جای پاره کردن ستاره، انفجار خاموش می شود و مواد در نهایت به سیاهچاله تازه تشکیل شده برمی گردند. از آنجایی که این فرآیند بسیار کمتر دراماتیک نسبت به یک ابرنواختر است، شواهد روشنی برای آن نسبتاً نادر است.
د توضیح می‌دهد: «برخلاف یافتن ابرنواخترها، که آسان است، زیرا ابرنواختر کل کهکشان خود را برای چند هفته تحت الشعاع قرار می‌دهد، یافتن ستاره‌هایی که بدون انفجار ناپدید می‌شوند بسیار دشوار است.
تنها یک چنین رویدادی قبلاً ثبت شده بود، ستاره ای که در حدود سال 2010 در کهکشانی در فاصله 22 میلیون سال نوری از ما منقرض شده است. اکنون، با غربال کردن دقیق مشاهدات آرشیوی کهکشان آندرومدا، دی و همکارانش کهکشان دیگری را پیدا کرده‌اند که حتی واضح‌تر از مثال قبلی است.
M31-2014-DS1 یک ستاره ابرغول بود که حدود 13 برابر جرم خورشید شروع شد و حتی در فاصله 2.5 میلیون سال نوری بین کهکشان راه شیری و آندرومدا نیز درخشان بود.
سپس، در سال 2014، تلسکوپ NEOWISE ناسا درخشش ناگهانی آن را با شدت بیشتری در محدوده مادون قرمز ثبت کرد و در حدود 2 سال روشنایی آن را حدود 50 درصد افزایش داد.
سپس، بین سال‌های 2016 و 2022، به‌طور چشمگیری کاهش یافت تا جایی که تا سال 2023 در طول موج‌های نوری کاملاً از دید ناپدید شد.
اما این فقط نور مرئی نیست که محو شده است: روشنایی کل ستاره در سراسر طیف حداقل 10 برابر کاهش یافته است. امروزه فقط در نور مادون قرمز میانه قابل تشخیص است که در حدود یک دهم درخشندگی مادون قرمز سابق خود می تابد.
دی می‌گوید: «این ستاره یکی از درخشان‌ترین ستاره‌های کهکشان آندرومدا بود و اکنون در جایی دیده نمی‌شد. “تصور کنید اگر ستاره بتلژوز ناگهان ناپدید شود. همه عقل خود را از دست می دهند! [was] چه اتفاقی برای این ستاره در کهکشان آندرومدا می افتد.”
تجزیه و تحلیل دقیق این تیم نشان می دهد که توالی رویدادها با یک ابرنواختر شکست خورده مطابقت دارد. اول، درخشش مادون قرمز با غبار خارج شده از ستاره در حال مرگ که به جای پرتاب شدن به فضا به پیله اطراف نشسته است، سازگار است.
سپس، کاهش چشمگیر در تمام طول موج‌ها نشان می‌دهد که سطوح نور به دلیل مسدود شدن نور آن توسط گرد و غبار کاهش نیافته است، همانطور که در سال 2019 در مورد Betelgeuse مشاهده کردیم. اگر مقصر فقط گرد و غبار بود، روشنایی مادون قرمز کاهش نمی‌یابد، زیرا نور مادون قرمز می‌تواند به ابرهای غبار نفوذ کند.
کم نور شدن کل طیف نشان می دهد که تمام انرژی خروجی ستاره کاهش یافته است، مطابق با توقف همجوشی.
دی می گوید: محو شدن چشمگیر و طولانی مدت این ستاره بسیار غیرعادی است و نشان می دهد که یک ابرنواختر رخ نداده است که منجر به فروپاشی هسته ستاره به طور مستقیم به یک سیاهچاله می شود.
ستاره‌هایی با این جرم مدت‌ها تصور می‌شد که همیشه به‌عنوان ابرنواختر منفجر می‌شوند. این واقعیت که آنها نشان نمی‌دهند که ستارگان هم جرم می‌توانند با موفقیت منفجر شوند یا نمی‌توانند، احتمالاً به دلیل نحوه تعامل بی‌نظم گرانش، فشار گاز و امواج ضربه‌ای قدرتمند با یکدیگر در داخل ستاره در حال مرگ است.»
مطالب مرتبط: ناسا “صدا” را از یک سیاهچاله گرفته است و فوق العاده وحشتناک است
محققان محاسبه کردند که جسم حاصل احتمالا سیاهچاله ای با جرم حدوداً پنج برابر خورشید خواهد بود – افق رویدادی به قطر حدود 30 کیلومتر (18 مایل).
از آنجایی که این رویدادها بسیار بی سر و صدا اتفاق می افتند، این واقعیت که اخترشناسان دو مورد از آنها را با فاصله چند سال از هم کشف کردند، نشان از دو چیز واقعاً هیجان انگیز دارد. اولین مورد این است که توانایی ما برای دیدن آنچه که کیهان انجام می دهد، حتی زمانی که ظریف است، در حال بهبود است. دوم این است که این ابرنواخترهای شکست خورده ممکن است در واقع مسیری رایج تر از آن چیزی باشند که ما فکر می کردیم.
دی می‌گوید: «این که بدانیم یک ستاره عظیم عملاً بدون انفجار ناپدید شد (و مرد) و هیچ‌کس بیش از پنج سال متوجه آن نشد، شوکه کننده است. “این واقعاً بر درک ما از فهرست مرگ‌های عظیم ستاره‌ای در کیهان تأثیر می‌گذارد. می‌گوید که این چیزها می‌توانند بی‌آرام در جایی اتفاق بیفتند و به راحتی مورد توجه قرار نگیرند.”
این مطالعه در منتشر شد علم.
